ANSYS/LS-DYNA动力分析方法与工程实例

第二版前言

第一版前言

第1篇基础学习篇

第1章ANSYS/LS-DYNA基础知识

1.1LS-DYNA程序的发展历程

1.2LS-DYNA程序的分析能力与工程应用

1.2.1LS-DYNA的分析能力概述

1.2.2LS-DYNA的行业应用案例

1.3LS-DYNA关键字文件的基本概念

1.3.1什么是LS-DYNA关键字文件

1.3.2关键字文件的输入格式与组织关系

1.4LS-DYNA显式算法的基本概念

1.5ANSYS/LS-DYNA分析环境简介

1.5.1ANSYS/LS-DYNA的启动及分析环境界面

1.5.2ANSYS/LS-DYNA的两种操作方式和分析流程

1.5.3ANSYS/LS-DYNA的程序组织和文件系统

第2章显式动力分析模型的创建

2.1显式分析建模流程及注意事项

2.1.1显式建模的一般流程

2.1.2建模需要注意的问题

2.2显式分析建模的基本概念

2.2.1组元、PART及PART集

2.2.2刚体的概念

2.2.3协调单位系统

2.3单元及材料定义

2.3.1定义单元类型及选项

2.3.2定义分析所需的材料模型

2.4几何模型的建立

2.4.1ANSYS建模坐标系统及工作平面

2.4.2由底向上建立几何模型

2.4.3实体建模与各种实体操作

2.5划分网格、建立PART及定义接触

2.5.1网格的划分

2.5.2PART及接触的定义

2.6一个演示性的例子模型的建立

2.6.1问题描述与服析的规划

2.6.2创建分析模型

2.6.3定义接触面

第3章载荷、约束与边界条件

3.1显式分析载荷的施加

3.1.1显式分析载荷的类型

3.1.2载荷曲线及加载坐标系

3.1.3施加显式分析的载荷

3.2施加初始条件

3.3施加边界条件

3.4施加约束条件

3.5一个演示性的例子(续)加载

第4章显式分析求解

4.1分析的基本参数设定

4.1.1设定LS-DYNA的计算终止条件

4.1.2显式分析参数控制选项

4.1.3计算过程中文件的输出控制

4.2LS-DYNA求解过程与重启动

4.2.1递交求解的方法

4.2.2求解过程的监控

4.2.3重启动

4.3一个演示性的例子(续)求解

第5章ANSYS后处理

5.1显式分析后处理概述

5.2通用后处理器POST1的使用

5.3时间历程后处理器POST26的使用

5.3.1时间历程变量观察器

5.3.2POST26的后处理过程

5.3.3读取ASCII结果信息

5.4报告生成器ReportGenerator的使用

5.5一个演示性的例子(续)后处理

第2篇深入提高篇

第6章常用LS-DYNA关键字简介

6.1几何信息关键字

6.1.1节点关键字

6.1.2单元关键字

6.2PART、材料及单元选项关键字

6.2.1定义部件的关键字段

6.2.2定义材料的关键字段

6.2.3定义单元选项的关键字段

6.3接触定义关键字

6.4初始条件、边界条件与载荷关键字

6.5约束以及焊点定义关键字

6.6求解控制及其他常用关键字

6.7关键字编辑与修改

6.8关键字文件举例

第7章LS-PREPOST后处理

7.1LS-PERPOST概述与基本工作环境

7.1.1LS-PREPOST功能概述

7.1.2LS-PREPOST程序界面说明

7.1.3鼠标键盘操作

7.2下拉菜单的功能

7.3图形绘制区域

7.4常用的显示控制按钮

7.5动画播放控制台的使用

7.6主菜单的常用操作

7.6.1Fcomp菜单

7.6.2SelPar菜单

7.6.3Ident菜单

7.6.4History菜单

7.6.5Color菜单

7.6.6Splitw菜单

7.6.7Output菜单

7.6.8ASCII菜单

第8章LS-DYNA常用算法及特殊分析选项

8.1三维SOLID单元的基本显式算法

8.1.1基本方程和控制条件

8.1.2有限元空间离散

8.1.3显式时间积分与时步控制

8.2LS-DYNA的动态接触算法简介

8.2.1基本概念及方法概述

8.2.2各种接触类型的特性

8.3沙漏以及积分步长的控制

8.3.1沙漏控制技术

8.3.2质量缩放与混合时间积分

8.4ALE和Euler方法及流固耦合简介

8.5自适应网格划分及SPH算法简介

第9章LS-DYNA的单元特性

9.1显式单元概述

9.2杆件结构单元

9.32-D及3-D实体单元

9.4薄壳单元

9.5质量、弹簧以及阻尼单元

第10章LS-DYNA的材料模型

10.1ANSYS/LS-DYNA材料模型概述

10.2弹性材料模型

10.2.1线弹性材料模型

10.2.2非线性弹性材料模型

10.3塑性材料模型

10.4状态方程及相关的材料模型

10.5离散单元模型

10.5.1弹簧的材料模型

10.5.2阻尼器模型

10.5.3索模型

10.6刚性体模型

第3篇分析实例篇

第11章冲击动力问题的仿真分析

11.1LS-DYNA分析冲击动力问题的注意事项

11.2打桩过程中桩身的动应力分析

11.2.1问题描述与分析过程规划

11.2.2建模与计算

11.2.3结果后处理及分析

11.3薄壁钢管在轴向冲击作用下的屈曲

11.3.1建立分析模型

11.3.2分析选项设置与递交求解

11.3.3结果观察与分析

第12章侵彻动力问题的分析

12.1LS-DYNA模拟侵彻问题的一般方法

12.2分析实例：钢弹丸以一定角度斜侵彻厚钢板

12.2.1问题描述与分析过程规划

12.2.2建立分析模型

12.2.3递交求解与结果分析

第13章LS-DYNA建筑工程应用实例

13.1LS-DYNA在建筑工程中的应用概述

13.2多层框架结构的弹性时程分析例题

13.2.1问题描述与分析过程规划

13.2.2建模与加载

13.2.3求解与结果分析

13.3多层平面钢框架连续倒塌仿真算例

13.3.1问题描述与分析过程规划

13.3.2建模与求解

13.3.3结果后处理及分析

第14章工业产品的跌落过程仿真

14.1跌落测试数值仿真概述

14.2ANSYS/LS-DYNA跌落测试模块DTM

14.3跌落分析例题带泡沫包装电路板的跌落分析

14.3.1建立对象模型

14.3.2参数设置与计算

14.3.3观察分析结果

第15章工程爆破问题的仿真分析

15.1爆炸问题数值模拟概述

15.2土中爆炸扩腔过程的数值模拟

15.2.1分析过程的规划

15.2.2建模以及求解

15.2.3观察分析结果

附录AED命令与LS-DYNA关键字的对应关系

附录B常用ANSYS建模命令参考

附录CAPDL语言简介

附录D常用材料模型及关键字

附录E协调单位及导出方法

参考文献

　　本书是在原来版本的基础上修改而成的。本次改版保持了原书以LS-DYNA关键字为主线、内容安排上由浅入深等写作特点，并在以下方面进行了改进：1.考虑到LS-DYNA关键字的重要性，适当增加了关键字及其输入参数等方面的解释。2.在第10章的材料模型部分增加了一些对相关参数的说明，提供了一些定义常用材料模型及其参数的范例。3.删去了前一版过于简单的一些例题，重新设计了一些新的例题，适当增加了例题的复杂程度。4.适当增加了一些软件操作技巧等方面的介绍。对于使用程序过程中可能出现的常见问题，在正文中以“注意”强调一些相关的要点。5.对程序操作方面的知识点多采用列表的形式，以增加相关内容的系统性和条理性，使相关的章节更具可读性。6.调整了附录中的部分内容。对第一版中文字录入等方面的错误作了更正。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。　　LS-DYNA是功能齐全的显式动力分析软件，其算法特别适合于分析各类复杂动力学问题，如爆炸、结构冲击、金属加工成形等高度非线性的问题，同时还可以求解各种流体以及流固耦合问题。本书通过三篇15章系统地介绍了LS-DYNA显式动力分析方法及其工程应用方面的主要问题。工程实例部分涉及到金属结构冲击屈曲分析、打桩施工过程中桩身的动应力分析、高速弹丸侵彻厚钢板、框架结构的地震反应和连续倒塌过程的仿真、电子产品的跌落仿真、岩土介质中的爆炸等具体的工程应用问题。在内容安排上由浅入深，兼顾到初学者、一般使用者以及科研和工程高级分析人员的实际需要。　　本书适合作为土木、机械、航空、工业设计以及力学等相关专业结构非线性数值分析及LS-DYNA软件应用课程的参考书。