本系列旨在探討在LS-DYNA仿真分析中若干問題的解決方案和優(yōu)化策略，涵蓋了從基本的準確性和單位一致性到更高級的主題，如接觸能量、截面分析、阻尼特性、雙精度計算、有效塑性應(yīng)變、環(huán)境變量設(shè)置、狀態(tài)方程、額外歷史變量、力分析、節(jié)點力、重力加載、Nastran數(shù)據(jù)文件讀取、內(nèi)能計算、關(guān)節(jié)剛度和質(zhì)量縮放等多個方面，以幫助用戶更有效地利用LS-DYNA進行工程模擬和分析。
阻尼
在960版本中的剛度阻尼完全重新寫了。即使您可以提供與950 BETA版本值一致的960 版本的COEF值，也就是說，
COEF=BETA*（w/2）
…950版本剛度阻尼和960版本剛度阻尼是不完全相等的。960版本剛度阻尼公式提供了高頻域中臨界阻尼的近似分數(shù)。公式的變化是由于使用舊公式時經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。
在v.970的3510版（或更高版本）中，舊的950型剛度阻尼公式可作為選項使用，并通過將COEF參數(shù)設(shè)置為負值來調(diào)用。然后，該參數(shù)被解釋為BETA值（如950版本的用戶手冊）。
對于在某個頻率范圍和某個部件集（*DAMPING_FFREQUENCY_RANGE），有一個與頻率無關(guān)的阻尼選項。這項技術(shù)是由Richard Sturt和Arup的Yuli Huang開發(fā)的。它使LS-DYNA能夠正確地解決振動預(yù)測問題，包括車輛NVH時程分析以及某些地震問題和土木/結(jié)構(gòu)振動問題。有兩種方式可選：將阻尼力應(yīng)用于節(jié)點的*DAMPING_FREQUENCY_RANGE?和將阻尼應(yīng)力應(yīng)用于單元的*DAMPENG_FREQUENCY_RANGE_DEFORM。建議使用_DEFORM選項，因為它可以避免阻尼剛體模式。*DAMPING_FREQUENCY_RANGE的要點是：
僅用于低阻尼值，例如1%或2%；
阻尼處理會略微改變響應(yīng)的動態(tài)剛度（_DEFORM選項會增加動態(tài)剛度，而默認選項會降低動態(tài)剛度）--這是因為由于需要評估頻率含量，施加的阻尼力略落后于“理論正確”的阻尼力。關(guān)鍵字手冊中提供了更多詳細信息；
理想情況下，用戶指定的頻率范圍應(yīng)不超過最高和最低之間的30倍（從版本R10開始，此系數(shù)可增加到100）。在頻率范圍之外阻尼仍然存在，但是阻尼值減小。
LS-DYNA中的質(zhì)量阻尼，包括*DAMPING_GLOBAL和*DAMPING_PART_MASS，旨在用于低頻的結(jié)構(gòu)阻尼模式，但它具有阻尼剛體模式的附加效果。因此，應(yīng)將具有顯著剛體運動的零件排除在質(zhì)量阻尼之外（或者在零件經(jīng)歷剛體運動期間應(yīng)關(guān)閉質(zhì)量阻尼）。臨界質(zhì)量阻尼系數(shù)為4*pi/T，其中T是目標模態(tài)（通常是最低頻率（基波）模態(tài)）的周期。周期可以根據(jù)特征值分析來確定，或者根據(jù)無阻尼瞬態(tài)分析的結(jié)果來估計。在版本970中，*DAMPING_RELATIVE提供了一種調(diào)用相對于特定剛體運動的質(zhì)量阻尼的方法。
阻尼是完全可選的。如果用戶決定使用質(zhì)量阻尼，則建議使用小于臨界阻尼系數(shù)的阻尼系數(shù)。臨界阻尼的10%或0.4*pi/T的值是推薦的大小。您可以對所有零件選擇使用相同的阻尼系數(shù)（*DAMPING_GLOBAL），也可以為每個零件指定不同的阻尼系數(shù)，以根據(jù)每個零件的各個響應(yīng)特性調(diào)整阻尼（*DAMPENG_PART_MASS）。在任何一種情況下，阻尼系數(shù)都可能隨時間變化（在仿真過程中關(guān)閉或打開阻尼很有用）。
可能沒有捷徑可以在測試中與觀察到的損失達成良好的一致性。我們建議運用良好的判斷力和試錯方法（進行一系列運行）來調(diào)整數(shù)值阻尼。
瑞利阻尼不需要對角質(zhì)量矩陣和剛度矩陣。唯一的要求是阻尼矩陣應(yīng)表示為質(zhì)量矩陣和剛度矩陣的線性組合：
C = alpha*M + beta*K
用戶使用模態(tài)疊加法進行計算分析時，將位移場表示為模態(tài)的線性組合，則質(zhì)量矩陣和剛度矩陣變?yōu)閷蔷仃?。如果?yīng)用瑞利阻尼，那么阻尼矩陣也將是對角的。但這是線性分析中的一個特例。（我們現(xiàn)在使用*PART_MODES添加此模態(tài)疊加的功能。）
用于標準非線性分析的瑞利阻尼，LS-DYNA是在單元層級施加完成的。這樣做是為了便于數(shù)值計算，因為在顯式方法中，我們不需要形成剛度矩陣K。相反，我們通過簡單地積分單元面積上的應(yīng)力來實現(xiàn)。
質(zhì)量阻尼和剛度阻尼均用于隱式瞬態(tài)分析。
參考：Bathe和Wilson“有限元分析中的數(shù)值方法”，Prentice Hall，1976年，第339頁
雙精度
單精度可執(zhí)行文件的文件名中有“_s”，而雙精度可執(zhí)行程序的文件名為“_d”。雙精度計算時間將比單精度計算時間長約30%（因平臺而異）。
通常我們事先并不知道何時需要采用雙精度計算?？梢苑謩e采用（單精度和雙精度）兩次求解計算，看看您的計算結(jié)果是否受變化很大。一般來說，隱式分析比顯式分析對數(shù)值舍入更敏感。
//?在某些情況下，建議最好使用雙精度求解
//?時間步長注意事項：
最重要的是時間步長足夠小以提供求解的穩(wěn)定性。沒有穩(wěn)定性，準確性就沒有意義。
如果過于保守并過度減小時間步（一個或多個數(shù)量級），可能會對求解精度不利（除非使用雙精度）。
//?關(guān)于plotfiles文件的備注
使用雙精度LS-DYNA版本，默認情況下也會以雙精度寫出plotfiles文件。由于生成的plotfiles文件的大小是原來的兩倍，在后處理過程中可能會出現(xiàn)問題，例如，使用FEMZIP或plotcprs時。因此，如果使用雙精度LS Dyna版本，則plotfiles文件應(yīng)以32位格式編寫。
如何定義32位格式的plotfiles文件：
輸入文件：*DATABASE_FORMAT，IBINARY=1
環(huán)境變量：導(dǎo)出LSTC_BINARY=32ieee
命令行：例如ls971 i=輸入32ieee=yes
等效塑性應(yīng)變
等效塑性應(yīng)變是一個單調(diào)增加的標量值，它是作為變形率張量的塑性分量(Dp)ij的函數(shù)遞增計算的。在張量表示法中，表示為：
epspl=integral over time of (depspl)=integral[sqrt(2/3(Dp)ij*(Dp)ij)]*dt
只要材料屈服，即只要應(yīng)力狀態(tài)在屈服面上，等效塑性應(yīng)變就會增長。
相反，當(dāng)在*DATABASE_EXTENT_BINARY中設(shè)置STRFLG為1時，由LS-DYNA寫出的張量應(yīng)變值不一定是單調(diào)增加的，因為它們反映的是當(dāng)前的總變形狀態(tài)（彈性+塑性）。在LS-PrePost中顯示繪制應(yīng)變張量，請單擊Fcomp> Strain。
以張量表示的等效應(yīng)變?yōu)?strong style="-webkit-tap-highlight-color: transparent; margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">sqrt(2/3(eps)ij*(eps)ij)；（見2006年LS-DYNA理論手冊第461頁）。這與等效塑性應(yīng)變不是一回事。
其它應(yīng)變也可以在LS-PrePost中進行繪制顯示：
FCOMP>Infin；（無窮小或工程應(yīng)變）
FCOMP>Green
FCOMP>Almansi
等效應(yīng)力，也稱為馮-米塞斯應(yīng)力，定義如下：
sigvm=1/sqrt(2)*sqrt[(sigx-sigy)^2+(sigy-sigz)^2+(sigz-sigx)^2+6*sigxy^2+6*sigyz^2+6*sigzx^2]
環(huán)境變量
僅適用于UNIX版本在LS-DYNA的ls940.1版本中，引入了以下環(huán)境變量：
//?LSTC_FILE
指定許可證文件
默認文件名為/usr/local/lstc/lstc_FILE。指定許可證文件，請使用以下命令
setenv LSTC_FILE（許可證文件名）
//?LSTC_SECURE
定義許可證文件的格式。
目前支持3種格式：舊格式、新格式、eta格式。如果您沒有定義這個環(huán)境變量，那么LS-DYNA將檢查所有三種格式?？梢酝ㄟ^如下設(shè)置此變量來強制程序只查找一種類型：
setenv LSTC_SECURE old
setenv LSTC_SECURE new
setenv LSTC_SECURE eta
//?LSTC_DEFGEO
將ASCII文件DEFGEO的格式定義為Chrisler格式。如果不定義此變量，程序默認為標準LS-DYNA格式。要輸出Chrisler的格式，請執(zhí)行以下操作：
setenv LSTC_DEFGEO chrysler
//?LSTC_OUTPUT
定義輸出文件的格式。
除了標準LS-DYNA格式外，還支持多種格式。此變量僅針對特定感興趣的LS-DYNA用戶。大多數(shù)LS-DYNA用戶將不需要設(shè)置此變量，如：setenv LSTC_OUTPUT ge
//?LSTC_FORMAT
定義d3plot和d3thdt輸出文件的格式。
該變量允許用戶以ANSYS格式或是ANYSYS和LS-DYNA兩種格式都輸出的方式輸出二進制結(jié)果文件。不定義此變量，輸出文件將采用標準LS-DYNA格式。要輸出ANSYS格式，請執(zhí)行以下操作：
setenv LSTC_FORMAT ansys
要輸出ANSYS和LS-DYNA格式，請執(zhí)行以下操作：
setenv LSTC_FORMAT taurus+ansys
請注意，用戶還可以使用?*DATABASE_FORMAT?命令控制輸出格式。
//?LSTC_BINARY
將d3plot和d3thdt文件的字節(jié)大小定義為32位IEEE。
通過使用此選項，可以減小由諸如CRAY之類的64位機器創(chuàng)建的輸出文件的大小。不定義此變量，LS-DYNA默認為機器的字節(jié)大小。要調(diào)用此選項，請執(zhí)行以下操作：
setenv LSTC_BINARY 32ieee
請注意，用戶還可以用*control_output命令中第8列設(shè)置來控制輸出大小。
//?LSTC_MEMORY
控制內(nèi)存擴展。
用戶可以使用命令行選項“memory”設(shè)置默認內(nèi)存大小。此變量有兩個選項。“auto”選項對于自適應(yīng)運行非常有用，因為它允許LS-DYNA自動擴展內(nèi)存。此選項僅適用于金屬成型應(yīng)用。請勿用于碰撞分析。
第二個選項“heap”是為CRAY計算機設(shè)計的。它告訴LS-DYNA使用heap內(nèi)存，這意味著初始化后它將把heap內(nèi)存縮小到最小。
setenv LSTC_MMEMORY auto
setenv LSTC_MMEMORY heap
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