我從1999年碩士畢業(yè)后開始接觸LS-DYNA軟件，從此LS-DYNA帶我走進(jìn)了爆炸與沖擊數(shù)值模擬領(lǐng)域。在這二十多年中，LS-DYNA不僅教給了我很多數(shù)值模擬方面的知識，更讓我的工作如虎添翼，我也很榮幸地見證了LS-DYNA從發(fā)展到壯大直至偉大的過程。LSTC公司的創(chuàng)始人、睿智的J.O.Hallquist博士為LS-DYNA研發(fā)人員創(chuàng)造了自由寬松、務(wù)實(shí)創(chuàng)新的開發(fā)環(huán)境，由此造就了功能強(qiáng)大、應(yīng)用廣泛的LS-DYNA。在此謹(jǐn)向以J.O.Hallquist博士為首的開發(fā)團(tuán)隊(duì)致以崇高的敬意！

《由淺入深精通LS-DYNA》出版后熱銷，并受到讀者廣泛好評。得益于讀者的熱心反饋和LS-DYNA的快速發(fā)展，本書面世了。本書緊跟LS-DYNA最新發(fā)展，貼近工程應(yīng)用，由淺入深、循序漸進(jìn)地講述了LS-DYNA軟件的使用方法，并對TrueGrid軟件作了簡要介紹。

TrueGrid是美國XYZ Scientific Applications公司推出的通用網(wǎng)格劃分軟件，是一套交互式、批處理、參數(shù)化前處理器。TrueGrid簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大，可以方便快捷地生成優(yōu)化的、高質(zhì)量的、多塊體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，非常適合為有限差分和有限元軟件如LS-DYNA做前處理器。

ANSYS LST公司（2019年收購了LSTC公司）的LS-DYNA已經(jīng)發(fā)展成為世界上最著名的通用多物理場動(dòng)力學(xué)分析程序，能夠模擬真實(shí)世界的各種復(fù)雜問題，特別適合求解各種一維、二維、三維結(jié)構(gòu)的爆炸沖擊和金屬成型等非線性動(dòng)力學(xué)沖擊問題，同時(shí)可以求解傳熱、流體、聲學(xué)、離散元、電磁、化學(xué)反應(yīng)、多物理場耦合及多尺度協(xié)同仿真問題，在許多行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)讀者的反饋，本書在第一版的基礎(chǔ)上有針對性地增加了一些讀者感興趣的功能介紹及其計(jì)算算例。近年來，LS-DYNA發(fā)展迅速，根據(jù)LS-DYNA的最新發(fā)展也對書中原有內(nèi)容進(jìn)行了更新。

本書第1章簡要介紹了TrueGrid基本操作，例如運(yùn)行模式、軟件設(shè)置、基本概念、軟件界面、使用注意事項(xiàng)等，并給出了幾個(gè)建模范例。

第2章介紹了LS-DYNA軟件的基本功能、應(yīng)用領(lǐng)域、最新發(fā)展、未來發(fā)展方向，及其專業(yè)前后處理軟件LS-PrePost的功能和建模范例。

第3章內(nèi)容為LS-DYNA入門基礎(chǔ)知識，介紹了單位制、關(guān)鍵字輸入數(shù)據(jù)格式、常用命令行語法、求解感應(yīng)控制開關(guān)、文件系統(tǒng)、重啟動(dòng)分析、單精度和雙精度求解器的應(yīng)用范圍、隱式和顯式分析、接觸、三種常用算法等。

第4章介紹了24種不同算法在泰勒桿撞擊剛性墻分析中的應(yīng)用。通過這種最簡單的算例，讀者可以學(xué)習(xí)到多種算法。

第5章通過6種侵徹計(jì)算算例，詳細(xì)闡述了破片撞擊陶瓷二維軸對稱計(jì)算模型及自然破片統(tǒng)計(jì)分析、彈體侵徹隨機(jī)分層巖石計(jì)算模型、小球撞網(wǎng)計(jì)算模型、彈體侵徹兩層間隔鋼板SPG計(jì)算模型、楔形體入水二維平面應(yīng)變SPH模型、壓力管傳感器碰撞信號計(jì)算模型。在本章中，后3種算例是新增算例，這有助于幫助讀者拓寬侵徹計(jì)算應(yīng)用。①彈體侵徹兩層間隔鋼板SPG計(jì)算模型。彈體侵徹鋼板時(shí)鋼板會(huì)發(fā)生穿透性破壞。對于傳統(tǒng)有限元法，通常采用單元失效刪除方法來模擬材料的破壞效應(yīng)，其缺點(diǎn)是質(zhì)量、動(dòng)量和能量不守恒，極易低估接觸抗力，進(jìn)而對侵徹過程產(chǎn)生較大的影響。SPG算法通過鍵失效模擬材料破壞，不用刪除單元，能夠更為準(zhǔn)確地計(jì)算出接觸抗力。②楔形體入水二維平面應(yīng)變SPH計(jì)算模型。SPH算法用于固體結(jié)構(gòu)時(shí)，容易出現(xiàn)拉伸不穩(wěn)定的現(xiàn)象。而流體不能承受壓力，采用SPH算法模擬流體時(shí)，不存在拉伸不穩(wěn)定問題，因此SPH算法很適合解決結(jié)構(gòu)入水問題。③壓力管傳感器碰撞信號計(jì)算模型。壓力管傳感器是汽車主動(dòng)式機(jī)罩系統(tǒng)常用的探測器，碰撞信號的探測辨析一直是數(shù)值計(jì)算的難點(diǎn)之一。LS-DYNA軟件中的*DEFINE_PRESSURE_TUBE采用梁單元模擬壓力管，可快速有效地預(yù)測不同工況碰撞的劇烈程度，區(qū)分行人與非行人碰撞信號。

第6章簡要總結(jié)了LS-DYNA軟件中的爆炸計(jì)算方法，并給出了7個(gè)爆炸計(jì)算算例。除了第1版原有的空中爆炸一維沖擊波計(jì)算算例、水中爆炸一維到三維映射計(jì)算算例、巖石深孔爆破計(jì)算算例和飛片沖擊起爆炸藥計(jì)算算例外，讀者還可以在本章學(xué)習(xí)到新增的*LOAD_BLAST爆炸加載計(jì)算算例、*LOAD_BLAST_ENHANCED爆炸加載計(jì)算算例、地雷爆炸毀傷車輛簡易計(jì)算算例。

在第一版中，爆炸及其對結(jié)構(gòu)的毀傷計(jì)算大都采用ALE或S-ALE算法，這些算法計(jì)算耗費(fèi)很大。LS-DYNA軟件中還實(shí)現(xiàn)了多種爆炸毀傷快速計(jì)算方法，如*LOAD_BLAST、*LOAD_BLAST_ENHANCED以及*INITIAL_IMPULSE_MINE，這些是第二版新增的方法，都是在對大量爆炸試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)分析的基礎(chǔ)上提出來的，既能保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，又能大大提高計(jì)算效率。

第7章詳細(xì)闡述了S-ALE、ICFD、CESE、DUALCESE、EM、DEM、Peridynamics、STOCHASTIC隨機(jī)粒子、CHEMISTRY、DDAM、雙重尺度協(xié)同仿真等新增算法的功能特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域和18個(gè)計(jì)算算例，其中部分算例涉及多物理場耦合。在本章中，新增了如下算例：①混凝土爆破S-ALE二維流-固耦合計(jì)算模型。近期陳皓博士又在LS-DYNA中實(shí)現(xiàn)了S-ALE二維流-固耦合算法，大大提高了計(jì)算準(zhǔn)確性和計(jì)算效率。②CESE聯(lián)合*LOAD_BLAST_ ENHANCED流-固耦合計(jì)算模型。CESE聯(lián)合CHEMISTRY模塊進(jìn)行爆炸反應(yīng)模擬的計(jì)算效率很低，而CESE可以聯(lián)合*LOAD_BLAST_ENHANCED關(guān)鍵字進(jìn)行中遠(yuǎn)場空中爆炸計(jì)算，這種計(jì)算方法既不用考慮炸藥各組分的反應(yīng)，也不用考慮初期沖擊波的傳播，因此，計(jì)算速度很快。③楞次實(shí)驗(yàn)EM計(jì)算模型。最新版LS-DYNA中加入了永磁鐵模擬功能，進(jìn)一步拓寬了EM求解器的應(yīng)用范圍。④激波與氣泡作用DUALCESE計(jì)算模型。DUALCESE算法是LS-DYNA的新增算法。與傳統(tǒng)CESE求解器相比，DUALCESE計(jì)算結(jié)果更加精確，計(jì)算穩(wěn)定性更高。⑤巖石爆破PBM計(jì)算模型。PBM方法是CPM方法的擴(kuò)展，這種方法考慮處于非平衡熱力學(xué)狀態(tài)氣體的余容效應(yīng)，主要用于模擬高能炸藥爆炸及周圍空氣對結(jié)構(gòu)的作用。該方法基于拉格朗日描述，與ALE流-固耦合算法相比，更加簡單、穩(wěn)定和高效。⑥D(zhuǎn)DAM艦載設(shè)備抗沖擊分析模型。自R10版本開始，LS-DYNA新增了DDAM方法，該方法可用于考核水下爆炸作用下艦船設(shè)備的抗沖擊能力，是一種艦船設(shè)備生命力的快速評估分析方法。⑦雙重尺度協(xié)同仿真模型。多尺度協(xié)同仿真是R13版本的新增功能，也是數(shù)值模擬研究熱點(diǎn)之一，在本書的最后給出了薄壁管撞擊雙重尺度協(xié)同仿真算例。

本書第一版出版后，讀者胡成和葉亞齊指出了其中的兩個(gè)錯(cuò)誤。在第二版的編寫過程中，大連富坤科技開發(fā)有限公司的王凱，ANSYS中國的王強(qiáng)、周少林，上海浩亙軟件有限公司的黃曉忠博士，ANSYS LST的黃云博士、陳皓博士，瑞典呂勒奧理工大學(xué)的易長平博士，吉利汽車的王丹，上海仿坤軟件科技有限公司的袁志丹、劉治材均提供了一定的幫助，在此對他們表示感謝！

由于編者水平有限，本書難免存在錯(cuò)誤和不足之處，歡迎廣大讀者和同行專家提出批評和指正。讀者在閱讀時(shí)若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，請通知編者（郵箱：329867314@qq.com，微信：lsdyna），編者將不勝感激。

編者謹(jǐn)識

2022年7月于北京東高地