LS-dyna中常用的單元形式有殼單元、體單元、梁單元和厚殼單元，而針對不同的單元形式，其結(jié)果中的應(yīng)力/應(yīng)變分量表示也不盡相同。接下來一一陳述。

殼單元

首先說常見的殼單元，這種單元是Ls-dyna中應(yīng)用最為廣泛的單元，而且單元庫種類繁多。

殼單元的應(yīng)力通常是根據(jù)厚度方向的積分點(diǎn)給出。而這些積分點(diǎn)的位置和數(shù)量是根據(jù)一些積分規(guī)則確定的，如Gaussian, Lobatto, trapezoidal、及用戶自定義。對于全積分殼單元，厚度方向每一個層有四個積分點(diǎn)。而這四個點(diǎn)上的應(yīng)力分量在寫入文件之前都會首先進(jìn)行一次平均。

對于殼單元來說，單元應(yīng)力可以用全局坐標(biāo)系、單元坐標(biāo)系和材料坐標(biāo)系表示。默認(rèn)情況下，D3PLOT結(jié)果文件中殼單元應(yīng)力/應(yīng)變是用全局坐標(biāo)系表示，而ELOUT、結(jié)果文件中殼單元應(yīng)力/應(yīng)變是用單元坐標(biāo)系表示。殼單元坐標(biāo)系的定義為：N1指向N2為坐標(biāo)系X軸正向，單元法向?yàn)榫植孔鴺?biāo)系的Z向。當(dāng)然也有例外，如殼單元庫中單元類型為18、20、21的單元，由于它們只能用于特定的線性分析，因此它們的應(yīng)力也只可以用全局坐標(biāo)系表示。而對于大多數(shù)的殼單元來說，在LS-Prepost中是可以將D3PLOT中的殼單元應(yīng)力/應(yīng)變轉(zhuǎn)換到殼單元坐標(biāo)系下的，具體有三種方法。

第一種方法，在LS-Prepost的主菜單Toggle的下拉菜單下，有一個“l(fā)ocal Axes”，勾選這個選項(xiàng)，那么單元的應(yīng)力/應(yīng)變云圖就可以在單元坐標(biāo)系下表示。

第二種方法，就是在單元?dú)v史變量窗口下，將E-axes選擇為local，這樣，得到的應(yīng)力/應(yīng)變分量就是在單元局部坐標(biāo)系下相應(yīng)數(shù)值。

第三種方法， 點(diǎn)擊FCOMP，進(jìn)入云圖顯示狀態(tài)Fringe，選擇相應(yīng)應(yīng)力/應(yīng)變分量，然后在下方的Glob按鈕中選擇local，則對應(yīng)云圖為單元坐標(biāo)系下云圖。

體單元和厚殼單元、梁單元

殼單元的應(yīng)力/應(yīng)變可以在全局坐標(biāo)系和局部坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換，那么其他單元呢？

默認(rèn)情況下，D3PLOT和 ELOUT結(jié)果文件中，體單元和厚殼單元的應(yīng)力和應(yīng)變是用全局坐標(biāo)系表示，梁單元應(yīng)力和合力用單元坐標(biāo)系表示。

如何在材料坐標(biāo)系下表示應(yīng)力/應(yīng)變？

對于由正交各向異性材料構(gòu)成的殼單元、體單元和厚殼單元，如果*DATABASE_EXTENT_BINARY關(guān)鍵字中的CMPFLG設(shè)置為1，那么單元的應(yīng)力和應(yīng)變是用材料坐標(biāo)系表示。而通常材料坐標(biāo)系在單個殼單元的積分點(diǎn)之間是不同，這是由于*SECTION_SHELL關(guān)鍵字中定義的beta角不同。

總結(jié)

       那么，對于Ls-dyna中不同單元形式的應(yīng)力表示方式總結(jié)如下：

1   殼單元坐標(biāo)系

坐標(biāo)系x為N1到N2的方向；局部坐標(biāo)系z為殼單元法線方向；因此殼單元結(jié)果分析時保證局部坐標(biāo)系保持一致是非常重要的，這樣有利于后處理結(jié)果的解讀；

 2   不同單元的應(yīng)力表示方法

（1）實(shí)體和厚殼的結(jié)果是基于整體坐標(biāo)系；

（2）梁單元的應(yīng)力和合力結(jié)果均基于單元局部坐標(biāo)系；

（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，而在ELOUT中是基于單元坐標(biāo)系；

在LS-Prepost進(jìn)行D3PLOT后處理時，有三種設(shè)置方法，可以將殼單元的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榛趩卧鴺?biāo)系：（a）Toggle---Local axes；（b）在Fcomp底部設(shè)置為Local；（c）在History中設(shè)置E-axes為Local。

（4）對正交各向異性材料的殼、厚殼和實(shí)體單元，關(guān)鍵字*DATABASE_EXTENT_BINARY中設(shè)置CMPFLG為1時,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LS-Prepost后處理中不能將應(yīng)力從材料的局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到單元局部坐標(biāo)系下。

文章來源：CAE工程師手記