[ASA-2] 使用UVARM子程序计算安全裕度

在结构强度分析中，有一些专业术语在不同的书中写法不一。例如，设计载荷、使用载荷、限制载荷、极限载荷、设计极限载荷、设计许用载荷、安全系数、安全裕度。

十年前，我在读硕士期间，为了研究复合材料剩余强度，翻看了很多书，被各种专业术语困扰。直到读了FAR 23部，看到Limit load、Ultimate load的定义后，彻底牢记了各种载荷之间的关系。

十年前，虽然ABAQUS用得很溜，上千行的Python前后处理程序也写得很溜，但是硕士学位论文中的复合材料剩余强度的计算方法却难以启齿。因为，能用几十行Fortran子程序完成的事，我却用了几千行Python程序实现，以至于把师弟带偏了，虽然师弟用Ansys，路线不佳，步履维艰。

为了一雪硕士学位之耻，读博期间虽转向动力学研究，但有时间仍坚持学习Fortran，以至于胆敢硬着头皮答应江博写《ABAQUS分析之美》复合材料部分，涉及多个强度理论、多个子程序。

从事航天器设计工作后，首次参与的重大型号是“天问一号”火星探测器。对火星探测器环绕器复合材料主承力结构进行安全裕度分析。但遗憾的是，限于软件原因，没能用子程序。写了上百行的Python前后处理程序，实现了主结构安全裕度分析。详见《火星，你好！》一文。

时隔几年，咽不下火星那口气！还是想用子程序走一遍。于是拿UVARM子程序练练手。

先回顾一下安全系数、安全裕度。

上面图文讲的一回事。

为了简单实现安全裕度计算的功能，采用铝合金材料建了个机身，加内压做静力分析。在材料中定义了2个用户输出变量。

在场输出变量中输出UVARM。

在UVARM子程序中计算米塞斯应力，并用米塞斯应力计算安全裕度。先对比看一下ABAQUS计算的米塞斯应力和子程序计算的UVARM1（米塞斯应力），大致相同，局部还是有点差异。

看一下安全裕度云图。

再看一下UVARM子程序，除了子程序头尾固定格式，仅用8行程序就实现了安全裕度计算。

有了金属安全裕度计算UVARM子程序，改写成复合材料安全裕度计算子程序也就不难了。

注：分析所用材料、载荷均为示例。机身用ABAQUS建模，4个圆截面，两个半球，凑合用一下。