LS-PREPOST后处理

LS-PREPOST后处理
LS-PREPOST是LSTC专门为LS-DYNA求解器开发的后处理程序。

用户可以利用这个后处理器处理上引起LS-DYNA格式的计算输出文件。

本章将对LS-PREPOST 后处理器的界面操作及其基本分析方法进行介绍。

本章包括下面的几个主题：
1.LS-PREPOST概述与基本工作环境
2.下拉菜单的功能
3.图形绘制区域
4.常用的显示控制按钮
5.动画播放控制台
6.主菜单的常用操作
一．LS-PREP0ST概述与基本工作环境
1.1LS-PREPOST概述
基本功能
读入和写出LS-DYNA关键字，创造部分LS-DYNA的模型数据。

各种快速显示功能，如平移、旋转、缩放等，帮助用户诊断有限元模型。

读入二进制计算结果数据文件d3plot，图形显示各种计算结果。

动态显示变形、应力应变云图等。

对模型进行切片显示。

提取各种历史变量，进行数据分析操作，如微积分、快速全傅氏变换等。

引入ASCⅡ结果文件或其他数据文件并进行数据分析。

部分简单的前处理操作，如编辑关键字，气囊折叠与假人位置调整等。

1.2LS-PREPOST程序界面说明
LS-PREPOST前后处理程序的主窗口界面如图1所示.
图1LS-PREPOST主窗口与窗口功能分区
主菜单
由一系列程序功能选择按钮组成，可选择各种前后处理操作项目，如选择显示等值线云图、进行图形的切片操作、选择节点或单元等。

下拉菜单
主要用来输入各种数据文件，输出各种后分析操作形成的图片以及动画等，关闭文件及设置界面背景等实用操作。

图形绘制区
图形显示几何模型、有限元网格及动态显示各种计算结果，如模型的变形、应力应变等值线云图等。

此按钮区域集成各种图形显示操作中常用的功能按钮，可以实现图形显示的任意平移、旋转、缩放等绘图控制操作。

动画播放控制台
对动画播放的时间步、速度等进行控制，同时可选择用于当前图形显示的时间步及用于直通车显示的时间步范围。

命令输入区
该区域用以输入各种与图形显示控制有关的命令。

输出操作解释区
该区域用以显示程序在执行某一操作后在屏幕输出的提示信息。

命令输入区
1.3鼠标键盘操作
在LS-PREPOST中，用户可通过鼠标键盘来完成与图形动态显示有关的常见操作，如：
Ctrl或Shift+鼠标左键：对图形显示进行自由旋转；
Ctrl或Shift+鼠标右键：放大/缩小显示的图形；
Ctrl或Shift+鼠标中键：对显示的图形进行平移操作。

在渲染状态下，用Ctrl键进行以上操作时，可以看到模型的边界轮廓线。

由于只显示边框，因此这种操作速度比Shift键快。

此外，在具体操作中，需要从一系列的项目中选择一部分或全部进行操作，这种情况下，按住Ctrl键即可进行待定和反向选定，这与其他Windows程序都是一样的。

二．下拉菜单的功能
File下拉下拉菜单中的Import>选项，可向程序中引入各种前处理程序建立的模型数据，如图2、3、4。

图3File下拉菜单图4File>Open菜单图5File>Import菜单
→File>Open>Keyword
打开模式关键字文件（文件后缀名为*.k）。

Keyword文件包含该模型的全部处理信息，但不包含任何的计算结果。

→File>Open>Time History
打开时间历程后处理文件d3thdt文件。

→File>Open>Background
打开绘图区域的背景图片文件。

→File>Open>Xydata
打开数据文件，可以用于绘制数据曲线。

通过下拉菜单中的Update选项，用来在分析过程中随时更新后处理的结果。

通过下拉菜单中的Save Keyword选项，可用来输出关键字文件到指定的目录。

使用下拉菜单中的File>Movie选项，可输出各种各样的动画文件或一系列图片文件，可对其图像的像素进行设置，如图5所示。

使用File>Print，可利用其“打印到文件”功能，以TIF、GPJ、BMP、GIF 等图像格式输出当前绘图区域中显示的图像，如图6所示。

图5输出功能图6将图形打印到文件
除File菜单以外，较常用的菜单项目还有Misc>Reflect，可利用该菜单项实现模型关于坐标面的镜像显示。

这对于简化分析中采用半个或四分之一模型的情况特别有用，各种分析结果项目的云图显示都可以实现对称镜像，以看到整个模型的情况。

三．图形绘制区域
LS-PREPSOT界面的中间部分为图形绘制区域，该区域用来显示程序的所有后处理操作结果以及动画等。

如图7所示为一计算结果的后处理显示示例，具体显示的项目和内容包括：
图7图形绘制区的显示项目
四．常用的显示控制按钮
绘图区域下面是图形显示控制面板（如图8所示），由两行按钮组成，其上集成用来控制已有图形显示的常用功能按钮，用户可通过这些按钮来实施具体的图形显示控制。

具体功能见表1。

图8显示控制按钮面板
表1图形显示控制按钮功能说明
按钮名称操作效果按钮名称操作效果Title显示/隐藏标题Frin云图显示
Legd显示/隐藏图例Isos显示/隐藏等值面
Tims显示/隐藏时间标识Lcon显示/隐藏等值线
Triad显示/隐藏坐标轴Mesh显示/隐藏网格边界Bcolr改变背景颜色Shrn显示/收缩实体图
Mcolr改变网格颜色Acen将图形放置中心
Hide仅见可见部分网格Pcen指定一点作为中心
Shad有光照效果显示Zin放大某区域
View无光照效果显示Zout恢复上一次放大
Wire显示模型的单元网格+10/-10旋转角度方向
Feat显示图形边缘//、Pres平行/透视显示
Edge显示图形边缘Anim开始/停止动画
Grid显示所有节点网格Rset重新设置，所有默认
使用上述按钮，可实现有限元模型或计算结果图形的各种显示控制功能。

当然也可以通过鼠标完成其中的部分操作。

五．动画播放控制台
在界面的显示控制按钮面板下方是动画播放控制台（如图9所示），该控制台由一系列控件组成，其基本功能见表2。

图9动画播放控制台
表2动画播放控制台按钮功能说明
六．主菜单的常用操作
LS-PREPSOT程序主菜单由一系列功能按钮面板组成，强图10所示，其上集成程序的大部分前后处理功能。

图10主菜单的按钮面板页面1
上述面板由1-7及D共8个页面构成，各分页面的功能分工为：
★页面1：集成了程序的大部分后处理功能；
★页面2：包含部分的后处理（上半部分）及前处理（下半部分）啊能；
★页面3：提供关键字编辑功能，支持全部的LS-DYNA程序关键字；
★页面4，7：提供一些特殊的前处理及简单的网格划分功能；
★页面5，6：目前基本上是空白页，用于添加新的功能；
★页面D：用于显示关键字文件中的所有定义。

6.1Fcomp菜单
该选项用于选择绘制各种计算结果，可供显示的计算结果绘图项目，如图11所示。

这里只针对最常用的应力、应变、位移、速度等项目进行介绍。

图11绘制应力云图Fcomp>Strsee(左)和绘制变形云图Fcomp>Ndv(右)
◆用来绘制计算应力结果等值线云图
这个选项可用来绘制x、y、z、xy、yz、zx等应力分量，mises等效应力及主剪应力、第一、第二、第三主应力等多种应力计算结果。

选择图11（左）中某一具体的绘图应力选项，单击Apply按钮，在图形绘制区域中即可看到相应的图形显示（如图12）。

图12z-stress云图
◆Ndv：绘制变形计算结果云图
这个选项可以绘制x、y、z、xy、yz、zx等位移分量、总位移及速度分量等多种自由度计算结果。

选择图11（右）中某一具体的绘图变形选项，单击Apply按钮，在图形绘制区中即可看到相应变量的等值线图形动态显示。

◆Strain：绘制计算应变结果
这个选项用来绘制各种应变分量及塑性应变等的等值线云图。

◆Misc：绘制其他选项
可以绘制如下这些量的云图：Pressure、Temperature、Internal Energy、Hourglass Energy等物理量及一些相关的历史变量，如history var#1（密度）、history var#2（第一种ALE材料物质在网格中的体积百分比）、history var#3（第2种ALE材料物质在网格中的体积百分比）等。

这些历史变量的等值线显示有助于在ALE分析中得到各物质变形后的分界面情况，因为对于Euler网格，在空间是固定不动的，无法靠观察网格变形得知结构的变形情况。

◆Beam：绘制梁单元的结果
这个选项可以绘制梁单元的各种内力，如轴力、剪轨、弯矩、扭矩及各种截面应力的计算结果。

以上各种绘图项目，均提供颜色-数值对比显示条，用户可通过颜色的深浅判断应力数值的大小及最大值所处的位置。

6.2SelPar菜单
如图13
任何部件。

右侧的Part ld是可提供显示的模型中所有的部件列表，可按住Ctrl键，用鼠标的左键选择哪些部件用于显示，哪些部件不显示。

All按钮表示选择所有的部件。

None按钮表示不显示任何部件。

Rev按钮表示反向选择欲显示的部件。

Info按钮：可用来查看所选择显示部件的一些具体信息（图14所示），如
该部件含有的单元个数、节点坐标范围等信息，可以单击Update 按钮用以更新部件信息列表。

图14部件信息列表
图13用SelPar 选择显示项目图15主菜单Ident
6.3Ident 菜单
如图15所示，该选项用于选择模型中的节点、单元或部件。

程序提供如下三种方式进行节点、单元以及部件的选择。

×Pick Entity
通过鼠标在屏幕上单击相应的实体对象，将在模型上以醒目的颜色显示选中的实体对象位置与编号。

×Area
用鼠标在绘图区域中选择一个矩形框用于选择以其以内或以外的所有实体对象。

复选In 。

则选中矩形框以内的全部实体对象；复选Out ，则选中矩形框以外的全部实体对象。

×Polygon
用鼠标在绘图区域中选择一个多边形框用于选择实体对象，原理同Area。

此外，在Key in ID中输入节点、单元或部件编号，按回车键，也可选中这些实体对象，在绘图区域中会显示被选择的对象及编号。

在Key in xyz coord中输入节点的坐标值，按回车键，这时选中的节点也将在绘图区域中高亮度显示。

但需要注意的是，在这种情况下，上述显示的实体对象并未被选中。

6.4History菜单项
该选项用于以附加的曲线显示由上面的Ident菜单所选中的活动节点或单元随时间变化的一些信息，如所有被选择节点的位移-时间曲线、速度-时间曲线、加速度-时间曲线、被选择单元应力-时间曲线，应变-时间曲线等一系列项目。

其具体的操作如图16所示。

首先选择一种曲线显示项目。

比如要选择节点x位移-时间曲线，则选择Nodal复选框，在下面的项目列表中选择x-displacement，然后单击Plot按钮，在屏幕上将弹出如图17所示的plotwindow-1窗口。

其中绘制的曲线就是我们希望观察和分析的所选定节点的x位移-时间历程曲线。

在如图17所示中，选择下部的按钮，可弹出相应的下拉对话框，用来实现一系列针对数据曲线的显示控制及各种实用的数据分析操作。

图15主菜单Ident图16主菜单History
图17某节点的位移-时间曲线
这些下拉对话框的布局上有一定的相似之处，左边为所有的节点或单元数据曲线列表，可以选择哪些曲线项目用于当前的图形显示。

下拉对话框右边均为如图18所示的曲线图形显示控制复选框面板，各复选框的具体功能见表3.
表3曲线显示控制系列复选框功能
复选框功能描述
Grid选择是否显示坐标栅格
Tick显示坐标轴刻度的再分标记
Frame粗线显示图形的外框
Legend显示曲线标记（适用于多条曲线显示的区分）
Autofit自动以合适的比例显示曲线图形
Invert图形反色显示
Maxgraph曲线图形以最大方式充满显示窗口
Minmax在视力的左下角标出曲线的最大以及最小值
图18图形显示控制
下面简单介绍plotwindow-1窗口下部的各按钮提供的使用数据显示控制及数据分析功能。

˙Title：设置曲线图像的标题。

˙Scale：设置x与y坐标轴的缩放比例以及显示范围等。

˙Attr：设置数据曲线的显示方式和特征。

如线条的颜色、粗细、线形等。

˙Filter：可对显示的曲线进行各种数字滤波操作，提供些常用的滤波器及多点平滑滤波功能，使用时需要输入正确的时间单位（sec、msec、usec）和低通滤波的上限频率值。

˙Print：打印显示的图形，可使用“打印到文件功能”保存图形文件。

˙Save：保存曲线数据到指定的文件。

˙Open：对显示的曲线进行相应的数值分析操作运算，如求导、积分、快速傅氏变换（FFT）等，这是LS-PREPOST提供的一项十分实用的功能。

如图19所示为对上面的位移曲线进行求导后得到的速度曲线。

图19位移曲线的微分
如图20所示为上述位移或速度曲线的频谱（通过FFT）
图20位移曲线的频谱
˙Hide：隐藏按钮选项栏。

˙Close/Quit：关闭该窗口。

6.5Color菜单项
这个菜单可用来选择、更改所有图形显示项目（如单元、部件、背景等）的颜色，如图21左所示。

该功能在制作报告时很有用处，可选择各种不同的颜色显示模型的各个部分，使之具有很强的表现力以吸引听众。

在图21右图的右上侧有一个Show和Set选项。

如果选择Show，单击图21右图中任一按钮（Backg、Text、Mesh等）。

在颜色显示栏中将改变图形显示区域中对应项的颜色。

如果选择Set，调整R/G/B颜色配置，或使用鼠标单击21左图调色板中的
某一颜色，然后单击图21右图中任一按钮（Backg、Text、Mesh等），即可实现图形显示区域中对应项的显示颜色改变。

图21主菜单-Color（左）和绘图控制区-Color-颜色设置（右）
6.6Splitw菜单项
该选项用于图形绘制区域中窗口分割显示，多窗口显示操作比较模型在分析不同时步的变形状态时经常用到。

绘图控制区如图22所示。

可供分割显示的模式有：1x1、2x1、1x2、2x2。

在Draw to Subwindows中选择哪一个窗口作为当前的活动窗口。

如图23所示是选择2x2切分显示窗口的效果。

图22绘图控制区-Splitw图232x2切分视窗
6.7Output菜单项
该菜单选项用于按格式输出各种文件，如关键字文件等。

文件中包含的各种模型节点/单元信息通过下部的复选框进行选择，如图24所示。

图24Output 图25ASC Ⅱ
可供选择输出的项包括Element 、Nodal Displacement 、Nodal Results 等，对需要文件输出的结果项目，要制定用于输出的时间步编号（State No ），然后单击Write 按钮，选择文件的读写目录，填写输出文件名称即可。

在输出之前，如果选择了Write 按钮上面的Append 复选框，然后选择一个已有的数据文件，则表示向该文件中追加数据，而不是简单覆盖。

6.8ASC Ⅱ菜单项
该选项用于向程序中引入ASC Ⅱ格式的输出文件，如节点、单元的计算结果信息等，然后利用这些信息进行绘制各种时间历程曲线及各种结果数据分析。

如图25所示，如果求解过程中定义输出ASC Ⅱ信息文件，则可选择数据文件的类型，然后通过Load 按钮，向后处理程序中引入这些数据，如要选择引入节点数据文件，则选择nodout，然后单击Load 按钮，选择文件所在目录打开该文件。

如果利用上述引入的节点数据绘制某节点的数据曲线，可在Nodout Data 栏的右面板中选择该节点。

在下面的绘图项目中选择相应的变量（位移、速度、加速度等）。

单击Plot 即可绘制相应的时间历程曲线。