ANSYS 14.5/LS·DYNA非线性有限元分析实例指导教程

ANSYS 14.5/LS·DYNA非线性有限元分析实例指导教程
出版时间：2013年版
内容简介
　　ANSYS 14．5／LS-DYNA作为世界上最著名的通用显式非线性动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂几何非线性．材料非线性和接触非线性问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。《ANSYS 14．5/LS-DYNA非线性有限元分析实例指导教程》主要分为两大部分：第一部分介绍了ANSYSl4．5／LS-DYNA软件所涉及的基础知识、应用方法及要点，主要包括：CAE技术及其发展、单元的特性及定义、材料模型及其选用、有限元建模技术、加载与约束、求解及其监控、后处理等。第二部分结合实例介绍了LS-DYNA的一些典型应用，主要包括：工业产品跌落测试分析、冲压回弹分析、鸟撞发动机风挡分析、轧制成形分析、冲击分析、侵彻分析等，并在其中穿插讲述了一些新的模块、新的方法。《ANSYS 14．5/LS-DYNA非线性有限元分析实例指导教程》适合理工科院校本科高年级学生和研究生作为专业学习辅导教材，也可以作为各行各业工程技术人员的工程设计参考手册。
目录
前言
第1章 CAE与LS-DYNA的发展
1.1 CAE技术及其发展
1.2 LS-DYNA的特点及应用
1.2.1 LS-DYNA的功能特点
1.2.2 LS-DYNA的应用领域
1.2.3 LS-DYNA的文件系统
1.2.4 LS-DYNA分析的一般流程
1.3 显式与隐式时间积分
第2章 ANSYS/LS-DYNA的单元特性及定义
2.1 ANSYS/LS-DYNA的单元特性
2.1.1 LINK160杆单元
2.1.2 BEAM161梁单元
2.1.3 SHELL163薄壳单元
2.1.4 SOLID164实体单元
2.1.5 COMBI165弹簧阻尼单元
2.1.6 MASS166质点质量单元
2.1.7 LINK167缆单元
2.2 定义显式动力单元
2.2.1 过滤图形界面
2.2.2 选择单元类型
2.2.3 定义单元选项
2.2.4 定义单元实常数
2.3 简化积分与沙漏
2.3.1 简化积分单元
2.3.2 沙漏概述
2.3.3 沙漏控制技术
2.3.4 单元综合要点
第3章 LS-DYNA材料模型及其选用
3.1 材料定义流程
3.1.1 利用图形用户界面（GUI）输入材料模型的流程
3.1.2 用命令定义材料模型
3.1.3 材料模型选择要点
3.2 弹性材料模型
3.2.1 线弹性材料
3.2.2 非线性弹性模型
3.3 非线性无弹性模型
3.3.1 与应变率无关的各向同性材料模型
3.3.2 与应变率相关的各向同性材料模型
3.3.3 与应变率相关的各向异性材料模型
3.3.4 考虑失效的材料模型
3.3.5 弹塑性流体动力学材料模型
3.3.6 粘弹塑性材料模型
3.4 泡沫材料模型
3.4.1 低密度闭合多孔的聚氨酯泡沫
3.4.2 粘性泡沫材料模型
3.4.3 低密度氨基甲酸乙酯泡沫
3.4.4 可压扁泡沫材料模型
3.4.5 正交异性可压扁Honeycomb蜂窝结构
3.5 状态方程相关的材料模型
3.5.1 线性多项式状态方程
3.5.2 Gruneisen状态方程
3.5.3 Tbbulated状态方程
3.6 离散单元模型
3.6.1 弹簧的材料模型
3.6.2 阻尼器模型
3.6.3 索模型
3.7 刚性体模型
第4章 建立几何实体模型
4.1 常用的基本概念
4.1.1 建模前的规划
4.1.2 ANSYS/LS-DYNA的单位制
4.1.3 ANSYS坐标系
4.1.4 坐标系的激活与删除
4.1.5 工作平面
4.1.6 组件与组元
4.1.7 工作环境设置
4.2 ANSYS实体建模
4.2.1 自底向上建模
4.2.2 自顶向下建模
4.2.3 布尔操作
4.2.4 布尔运算失败时建议采取的一些措施
4.2.5 其他常用实体建模方式
4.2.6 图元的显示
4.3 从CAD系统中导入实体模型
4.3.1 生成IGES（.igs）格式文件
4.3.2 ANSYS/LS-DYNA调IGES文件
第5章 建立有限元模型
5.1 设置单元属性
5.1.1 为实体模型指定属性
5.1.2 使用总体的属性设置
5.1.3 修改单元属性
5.2 控制网格密度
5.2.1 智能网格划分
5.2.2 单元尺寸控制
5.2.3 单元类型控制
5.2.4 网格类型控制
5.2.5 改变网格
5.3 网格拖拉与扫掠
5.3.1 网格拖拉
5.3.2 网格扫掠
第6章 LS-DYNA的接触及其定义
6.1 接触算法与接触类型
6.1.1 常用基本概念
6.1.2 LS-DYNA的接触算法
6.1.3 LS-DYNA的接触类型
6.2 接触界面的定义与控制
6.2.1 定义接触界面
6.2.2 列表和删除接触
6.2.3 接触界面的控制选项
6.2.4 穿透问题及解决措施
6.2.5 接触分析注意问题
第7章 载荷、初始条件和约束
7.1 施加载荷
7.1.1 定义数组参数、载荷曲线
7.1.2 施加载荷
7.2 施加初始条件
7.3 施加约束
7.3.1 施加约束
7.3.2 施加转动约束
7.3.3 滑动或周期性边界面约束
7.3.4 无反射边界条件
7.3.5 定义特殊约束
7.4 点焊和阻尼控制
7.4.1 点焊
7.4.2 阻尼控制
第8章 求解与求解控制
8.1 求解基本参数设定
8.1.1 计算时间控制
8.1.2 输出文件控制
8.1.3 高级求解控制
8.1.4 输出K文件
8.2 求解与求解监控
8.2.1 求解过程描述
8.2.2 求解监控
8.2.3 求解中途退出的原因
8.2.4 负体积产生的原因
8.3 重启动
8.3.1 新的分析
8.3.2 简单重启动
8.3.3 小型重启动
8.3.4 完全重启动
8.4 LS-DYNA输入数据格式
8.4.1 关键字文件的格式
8.4.2 关键字文件的组织关系
第9章 ANSYS/LS-DYNA后处理
9.1 ANSYS后处理
9.1.1 通用后处理器POST1
9.1.2 时间历程后处理器POST26
9.2 LS-PREPOST4.0后处理
9.2.1 LS-PREPOST 4.0程序界面
9.2.2 下拉菜单
9.2.3 图形绘制
9.2.4 图形控制区
9.2.5 动画控制区
9.2.6 主菜单
9.2.7 鼠标键盘操作
第10章 产品的跌落测试分析
10.1 跌落测试分析概述
10.2 跌落测试模块DTM
10.2.1 DTM模块的启动
10.2.2 跌落测试分析基本流程
10.2.3 跌落测试分析参数设置
10.3 PDA跌落测试分析
10.3.1 启动DTM模块
10.3.2 打开几何实体模型
10.3.3 定义单元类型、实常数
10.3.4 定义材料模型
10.3.5 生成有限元模型
10.3.6 生成PART
10.3.7 定义接触
10.3.8 跌落分析基本参数设置
10.3.9 观察分析结果
10.3.10 命令流实现
第11章 板料冲压及回弹分析
11.1 显式-隐式序列求解
11.1.1 求解分析的显式部分
11.1.2 为了进行隐式分析改变作业名
11.1.3 关闭单元的形状检查
11.1.4 转换单元类型
11.1.5 修改隐式单元的几何形状
11.1.6 移走不需要的单元
11.1.7 重新定义边界条件
11.1.8 输入应力
11.1.9 进行隐式求解
11.2 板料冲压成形模拟
11.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA
11.2.2 定义单元类型、实常数、材料模型
11.2.3 创建几何实体模型
11.2.4 定义接触
11.2.5 定义约束
11.2.6 施加载荷
11.2.7 求解控制与求解
11.2.8 观察分析结果
11.2.9 命令流实现
11.3 回弹分析
11.3.1 为了进行隐式分析改变作业名
11.3.2 关闭单元的形状检查
11.3.3 转换单元类型
11.3.4 修改隐式单元的几何形状
11.3.5 移走不需要的单元
11.3.6 重新定义边界条件
11.3.7 输入应力
11.3.8 进行隐式求解
11.3.9 检查回弹结果
11.3.10 命令流实现
第12章 鸟撞发动机风挡模式
12.1 隐式-显式序列求解
12.1.1 进行隐式求解
12.1.2 为进行显式求解改变作业名
12.1.3 改变单元类型
12.1.4 移走额外约束
12.1.5 写来自隐式分析的节点结果
12.1.6 施加所需的接触、载荷条件
12.1.7 初始化模型的几何形状
12.1.8 进行显式分析
12.2 鸟撞发动机风挡模拟
12.2.1 进行隐式求解
12.2.2 隐式求解的命令流实现
12.2.3 为进行显式求解改变作业名
12.2.4 改变单元类型、材料模型、实常数
12.2.5 移走额外约束
12.2.6 写来自隐式分析的节点结果
12.2.7 施加所需的接触、载荷条件
12.2.8 初始化模型的几何形状
12.2.9 进行显式分析
12.2.10 命令流实现
12.2.11 后处理
第13章 金属塑性成形模拟
13.1 金属塑性成形数值模拟
13.1.1 金属塑性成形数值模拟概述
13.1.2 塑性成形有限元模拟优点
13.1.3 塑性成形中的有限元方法
13.2 楔横轧轧制成形模拟
13.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA
13.2.2 定义单元类型、实常数、材料模型
13.2.3 建立模具有限元模型
13.2.4 定义接触
13.2.5 定义约束
13.2.6 定义载荷
13.2.7 定义模具的质量中心
13.2.8 求解控制与求解
13.2.9 命令流实现
13.2.10 后处理
第14章 冲击动力学问题的分析
14.1 薄壁方管屈曲分析
14.1.1 启动ANSYS/LS-DYNA
14.1.2 建立有限元模型
14.1.3 定义接触
14.1.4 定义边界条件
14.1.5 施加冲击载荷
14.1.6 求解控制设置
14.1.7 求解及求解过程控制
14.1.8 命令流实现
14.1.9 后处理
14.2 自适应网格方法概述
14.2.1 h-adaptive方法
14.2.2 r-adaptive方法
14.2.3 开启网格自适应
14.2.4 自适应网格高级控制
14.3 薄壁方管的自适应屈曲分析
14.3.1 创建PART
14.3.2 开启网格自适应
14.3.3 自适应网格高级控制
14.3.4 命令流实现
14.3.5 求解结果对比
第15章 侵彻问题的分析
15.1 LS-DYNA侵彻问题模拟概述
15.1.1 侵彻问题的研究方法
15.1.2 侵彻问题的数值模拟
15.2 弹丸侵彻靶板分析
15.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA
15.2.2 建立有限元模型
15.2.3 定义接触
15.2.4 定义边界条件
15.2.5 定义弹丸初始速度
15.2.6 求解控制设置
15.2.7 求解及求解过程控制
15.2.8 命令流实现
15.2.9 后处理
第16章 ALE、SPH高级分析
16.1 ALE方法
16.1.1 Lagrange、Euler、ALE方法
16.1.2 ALE方法理论基础
16.1.3 执行一个ALE分析
16.2 无网格方法概述
16.2.1 无网格方法基本思想
16.2.2 无网格方法的发展历程
16.2.3 无网格方法的优缺点
16.2.4 部分无网格方法简介
16.3 SPH方法
16.3.1 SPH 方法的本质
16.3.2 SPH 的基本理论
16.3.3 LS-DYNA 中的SPH算法
16.3.4 SPH 方法主要的关键字说明
附录A 最常用的关键字
附录B 常用建模操作命令
参考文献