CAE軟件操作小百科（32）

吳一帆

初始化應(yīng)力計(jì)算在動力學(xué)問題求解中有較廣泛的應(yīng)用，例如重力載荷的初始化，旋轉(zhuǎn)零部件離心預(yù)應(yīng)力的施加，螺栓預(yù)緊力的施加等.初始化應(yīng)力的合理處理能夠使得動力學(xué)工況的計(jì)算結(jié)果最大程度地接近實(shí)際情況，所以應(yīng)力初始化的處理顯得較為重要.在擅長動力學(xué)計(jì)算的LSDYNA中，解決應(yīng)力初始化有以下幾種方法.

（1）DYNAIN文件法.當(dāng)后續(xù)分析的輸入文件需要較大改動時(shí)，可以使用LSDYNA3D的DYNAIN文件法.首先進(jìn)行LSDYNA3D隱式分析，利用關(guān)鍵字*INTERFACE_SPRINGBACK_LSDYNA輸出DYNAIN文件.隱式部分的分析可以是靜力分析也可以是動力分析，可以是線性分析也可以是非線性分析.DYNAIN文件格式簡單，也可以借助其他方法獲取，比如可利用ANSYS的APDL或自編程實(shí)現(xiàn).將DYNAIN文件including到動力分析中即可得到初始應(yīng)力場.

（2）隱式顯式轉(zhuǎn)換法.當(dāng)后續(xù)分析的輸入文件無須較大改動時(shí)，可以使用LSDYNA3D的隱式顯式轉(zhuǎn)換法.利用關(guān)鍵字*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL的IMFLAG選項(xiàng)開啟LSDYNA的onthefly模式，進(jìn)行隱式顯式自動轉(zhuǎn)換分析.隱式部分的分析可以是靜力分析也可以是動力分析，可以是線性分析也可以是非線性分析.

（3）動力松弛法.動力松弛法是LSDYNA3D中比較經(jīng)濟(jì)、常用的應(yīng)力初始化方法.利用關(guān)鍵字*CONTROL_DYNAMIC_RELAXATION可以開啟LSDYNA3Dde動力松弛分析，松弛文件可以用m參數(shù)讀入，這里需要注意關(guān)鍵字*CONTROL_DYNAMIC_RELAXATION中的IDRFLG的設(shè)置.如果想收縮初始收斂容限，還可以利用其APDL或自編程生成drelax，對于大變形和非線性的情況，還可以對動力松弛過程進(jìn)行重啟動分析.

2LSDYNA獨(dú)立求解器的計(jì)算結(jié)果可以使用的后處理程序有哪些？LSDYNA一般被整合在ANSYS中，但對于獨(dú)立的LSDYNA求解器來說，后處理功能強(qiáng)大的程序就顯得非常重要.這里推薦2種強(qiáng)大的后處理程序.

第一種為LSPrePost，是LS公司推出的專為LSDYNA設(shè)計(jì)的前后處理程序，見圖1.

第二種為HyperWorks系列中的后處理程序HyperView，該后處理程序能夠?qū)攵喾N求解器格式的結(jié)果文件，后處理功能十分齊全，見圖2.

3在LSPrePost中如何設(shè)置segment？

在page1的SelPart中選中需要的體，切換到page5，在右側(cè)多選框選segment，在操作框選Create，在左側(cè)選選擇方式box，在圖形區(qū)選所有面，右側(cè)點(diǎn)中Done.

4LSDYNA中有關(guān)局部坐標(biāo)系的常識

對于殼單元坐標(biāo)系：局部坐標(biāo)系x為節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)2的方向；局部坐標(biāo)系z為法線方向；局部坐標(biāo)系y=zx，x=yz.

在分析殼單元時(shí)保證局部坐標(biāo)系保持一致非常重要，這樣有利于后處理結(jié)果的解讀.需要注意以下3點(diǎn).

（1）實(shí)體和厚殼的結(jié)果是基于整體坐標(biāo)系的.

（2）梁單元的應(yīng)力和合力結(jié)果均是基于局部坐標(biāo)系的.

（3）殼單元的應(yīng)力應(yīng)變，在D3PLOT結(jié)果中是基于整體坐標(biāo)系的，在ELOUT中是基于單元坐標(biāo)系的.

在LSPP進(jìn)行D3PLOT后處理時(shí)，有3種設(shè)置方法，可以將殼單元的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榛趩卧鴺?biāo)系的結(jié)果：（1）在VIew激活Local axes；（2）在Fcomp底部設(shè)置Local；（3）在History中設(shè)置EaxesLocal.

注意，對正交各向異性材料的殼、厚殼和實(shí)體單元，當(dāng)*DATABASE_EXTENT_BINARY中設(shè)置CMPFLG為1時(shí)，單元的應(yīng)力應(yīng)變將以材料的局部坐標(biāo)系結(jié)果輸出，但是在LSPP后處理中不能將材料的局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變?yōu)閱卧植孔鴺?biāo)系.

5LSDYNA的多核計(jì)算如何設(shè)定？

可以在啟動求解器的界面上設(shè)置計(jì)算核數(shù).在NCPU的選項(xiàng)中設(shè)置參與計(jì)算的CPU個(gè)數(shù)，或者可以通過關(guān)鍵字*CONTROL_PARALLEL進(jìn)行設(shè)定，見圖3.

6LSDYNA自定義材料本構(gòu)子程序的簡便編譯方法基本編譯思想：寫好FORTRAN子程序之后，通過IVF編譯器以及nmake命令編譯For子程序，生成obj目標(biāo)文件和求解器，簡化方法如下.

1）利用文本編輯器寫FORTRAN子程序，命名，存為.f格式文件，比如umat41forshell.f.

2）打開dyn21.f文件，注釋掉subroutine umat41 （cm， eps， sig， epsp， hsv， dt1， capa， etype， tt， temper， failel， crv， cma）下這一整個(gè)子程序的語句（包括這個(gè)語句），或者直接刪掉這部分子程序的內(nèi)容，然后保存dyn21.f文件.

3）用文本編輯器打開MakeFile，進(jìn)行如下修改.

（1）OBJS= dyn21.obj dyn21b.obj一行中，增加umat41forshell.obj.變?yōu)镺BJS= dyn21.obj dyn21b.obj umat41forshell.obj.

（2）參照

dyn21.obj： dyn21.F

（FC） （FFLAGS） dyn21.F

格式，書寫2行語句

umat41forshell.obj：umat41forshell.f

（FC） （FFLAGS） umat41forshell.f

比如：

dyn21.obj： dyn21.F

（FC） （FFLAGS） dyn21.F

dyn21b.obj： dyn21b.F

（FC） （FFLAGS） dyn21b.F

umat41forshell.obj： umat41forshell.f

（FC） （FFLAGS） umat41forshell.f

然后保存MakeFile.

（3）用IVF編譯器和nmake命令編譯子程序.這一步以及后續(xù)的步驟與df_af_aq寫的基本流程一樣.

（摘自同濟(jì)大學(xué)鄭百林教授《CAE操作技能與實(shí)踐》課堂講義）

（待續(xù)）第25卷 第3期2016年6月計(jì) 算 機(jī) 輔 助 工 程Computer Aided EngineeringVol.25 No.3Jun. 2016