ls-dyna常见问题

一、如何得知LS-DYNA为一套完整的软件？

解答：

LS-DYNA一直以来都是独立软件，原因很简单： 

(1)   美国原厂Livermore Software Technology Corp.(简称LSTC)授权「势流科技」为台湾地区LS-DYNA软件的独家代理商。 

(2)   LS-DYNA拥有LSTC官方的前、后处理程序：FEMB及LS-Pre/Post，无需另外增购。 

LS-DYNA强调「One Model、One Code、Multi-results」，单一核心程序即可进行Implicit、Explicit及混合Implicit/Explicit的求解方式，可以为您解决静力、准静力、掉落、冲击、模态分析、振动、预应力/预应变、流固耦合、流场、热应力....等等的力学分析，使用者不必再额外添购模块程序，徒增预算的浪费与软件学习的负担。 

二、LS-DYNA与市面上其它的前处理软件兼容性如何？

解答：

由于LS-DYNA是全球使用率最高的结构分析软件，因此其它的前处理软件与LS-DYNA是完全兼容的。在此要强调的是：LS-DYNA的官方前处理程序为FEMB，因为FEMB是专门为LS-DYNA量身订作的前处理程序，有许多设定条件及架构逻辑是其它前处理软件所难望其项背的，为了避免在学习LS-DYNA的过程及操作上产生困扰，强烈建议使用者采用原厂出品的FEMB来做为LS-DYNA的前处理工具，使用者必定更能体会LS-DYNA直觉式的设定与强大的分析能力。.

三、LS-DYNA似乎很重视「Contact Algorithm」，这是为什幺？

解答：

是的，LS-DYNA很早以前就已经发展「接触算法」，这是因为基础力学所分析的对像均只考虑「力的受体」，故输入条件皆为外力量值。然而在真实情况下，物体受力通常是因为与其它的物体发生「接触」（Contact）才受力，此时外力量值是无法预期的，应该输入的条件往往都是几何上的接触条件。因为有完备的接触力学演算方式，LS-DYNA才得以忠实的仿真现实环境的复杂结构行为。

四、如果要利用LS-DYNA进行MPP(平行运算)的计算，硬件配备及操作系统有无特殊需求？

解答：

不论是PC cluster、工作站及一般的PC环境，都适合执行LS-DYNA的MPP平行运算功能，一般我们还是会建议要用来执行平行运算的计算机群组，彼此的等级宜尽量一致；操作系统方面并无特别需求，以一般的windows 2000、LINUX或是UNIX皆可执行。 

国外已有很多厂商利用非办公时间，将办公室内的计算机串连在一起，配合LS-DYNA来分析问题，宛如一部超级计算机，不仅可以有效提升研发的竞争力，同时亦可弹性地运用计算机资源，一举数得。 

五、FEMB能够自动产生有限元素网格吗？

解答：

FEMB当然可以自动产生有限元素网格，使用者再也不必费心在每个几何边界上指定结点数量，仅需要输入元素尺寸的参考值，FEMB便会依此产生网格。当然，如果能够先在CAD进行合理的简化，auto-mesh得到的元素品质会更好。 

在国外CAE领域有两句名言：「Well Done is Quickly Done」、「Quality Mesh leads to Quality Analysis」，因此势流科技建议使用者应该多花点心思在前处理上，这对后续的分析工作有着莫大的帮助。 

六、实际的产品CAD图文件，有许多复杂的几何造型，这些feature是否都该纳入分析考量？

解答： 

这样的问题事实上是属于「Engineer Judgement」的层次，而非软件层次的问题。 

使用者当然可以将完全按照CAD几何来建立有限元素的模型，然而任何一位有经验的工程师一定会先将不必要的几何造型予以忽略，以提升分析效益，并将分析课题明确化。 

以右图的Block为例，有些工程师会以Solid element来建构完整的模型，有些则采用Shell element，甚至有些人会采用1D element...，这些方式都无伤大雅，重点是工程师如何从分析结果获得充份的信息。 

势流科技除了提供软件分析技术之外，同时更致力于协助业界将CAE导入于生产流程的正确位阶，培养正确的CAE分析观念，以提升产品研发品质，缩短生产流程。 

七、LS-DYNA是否只能进行壳元素的分析？

解答：  

LS-DYNA不只能分析实体元素(Tetra、Hexa)、薄/厚壳元素(Quad.、Tri)，同时还有梁元素、质点、Spring/Damper、spotweld等元素型态，另外还有SPH element。 

之所以建议台湾电子产业尽量以壳元素来仿真壳件产品，是由于电子产品的组件当中，板壳类占了90%以上，基于结构行为、准确性及分析效能的考量。除非使用者有特殊的分析需求，否则并不建议采用实体元素来仿真板壳类型的产品组件。

我们藉由右边的简单案例，以了解不同元素型态在仿真壳件产品的结果表现：

(1)   实体元素在板壳厚度方向上至少需要分割三层以上，其位移变形量才能收敛至一定值；而壳元素及厚壳元素仅需一层，在位移量上即可达到理想精度。

(2)   若是发生降伏产生大变形，在厚度方向上即使分割8层以上的实体元素，其掌握材料塑性应变的收敛速度仍然相当缓慢，而付出的时间代价为shell element的25倍以上。

厚壳元素的运算速度及精度与三层实体元素相当，然而就塑性应变的精度而言，厚壳元素的表现比实体元素要好太多。

八、在LS-DYNA里该如何强制刚体运动？ 

解答：

CAE分析常需要藉由刚体运动，以简化复杂物理行为。应用技巧有二：给定初始速度或是强制运动轨迹(prescribed motion)。

在LS-DYNA中，预设的刚体旋转轴位置为刚体的质心，若要强制刚体绕特定轴旋转，只要利用FEMB在PART选单里设定INERTIA相关的数值即可。

其中的XC、YC、ZC为旋转中心所在位置，即旋转轴通过的地方(内定值为刚体质心)。TM为Translational Mass，一般状况输入质量即可。

IXX~IZZ为此刚体质心位置相对于旋转中心的惯性矩，一般CAD软件应已具备此项计算功能，因此使用者无须再额外进行人工运算。

以Pro/E的操作为例：

1.      确认图文件的单位(公制、英制)。

2.      于旋转中心建立坐标系。

3.      选择「Analysis」à「Model Analysis」à「Model Mass Properties」。

4.      选择步骤2.产生之坐标系。

Pro/E计算结果会有二组Inertia Tensor，其中「Inertia at Center of Gravity with respect to XXX coordinate Frame」才是我们要的，再将相对应的数值填入IXX~IZZ即可。

九、在LS-POST如何显示应变分布图？

解答：

LS-DYNA内定的输出控制并不包含应变值。如果您希望能有应变值的输出的话，请在FEMB里依照下列步骤完成设定即可。

步骤1：点选「DynaMisc」，进入「DATABASE」选项。

步骤2：请在「Extent」选项中新增一个「Binary」的输出控制。

步骤3：设定STRFLG=1即可。

步骤4：分析完成后，使用者可直接在LS-Pre/Post中，点选 「Fcomp」à「Strain」观察计算后的应变分布图。LS-Pre/Post还有其它关于应变的显示按键，如：「Infin」、「Green」及「Almans」等，基本上这些应变量是根据d3plot档案中所记录的位置资料，经过微分计算而得到。如果点位取得够密的话，理论上会与板壳中性平面的应变值相当接近。 

十、强制结构体绕着特定轴旋转的时候，为何会出现奇怪的变形？

解答：

在定义物体旋转自由度的时候，常会以*Initial_velocity_generation来设定角速度，然而这样的方式会将离心的效果纳入考量，特别是当角速度值很大的时候，，旋转物体会由旋转中心沿半径方向膨胀变形。

因此，如果不希望有离心膨胀的效果的话，可以利用*Load_body_rz(or rx、ry)，并配合*Define_curve给定角速度对应时间的关系曲线。

几个要注意的地方如下：

步骤1：起始速度的设定选项，请设定Phase=1，以进行dynamic relaxation。

步骤2：定义角速度的曲线中，必须开启stress initialization的功能(SIDR=1)。

步骤3：在control card的部份须开启accuracy及dynamic relaxation的功能。

步骤4：参考范例请至下载区download。 

十一、LS-DYNA该如何进行振动模态的分析设定？

解答：

模态分析即为特征值分析，须采取Implicit的方式求解，您只需要在前处理程序FEMB里依照下列方骤进行设定即可。

步骤1：点选「DynaMisc」，进入「Control」选项。

步骤2：将一般Implicit功能选项开启，其中一项即为「IMP.EIGENVALUE」。

步骤3：最基本的设定，您只需要设定模态个数(NEIG)的值即可。

步骤4：LS-DYNA针对特征值，还有许多非常实用的输出控制，详细用法请参考LS-DYNA Keyword User’s Manual Vol. I，或是直接与势流科技的工程师联络。 

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