LS-DYNA是全球著名的結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)力計(jì)算程序,以顯式算法為主也兼有隱式算法,被廣泛用于模擬工程領(lǐng)域的各種高度復(fù)雜的非線性瞬態(tài)結(jié)構(gòu)受力過程。本書以LS-DYNA的關(guān)鍵字為主線,詳細(xì)介紹了LS-DYNA的理論基礎(chǔ),基于ANSYS傳統(tǒng)環(huán)境界面以及ANSYS Workbench的前處理方法、求解以及重啟動(dòng)方法,基于LS-PREPOST的前后處理方法等內(nèi)容,結(jié)合一系列典型計(jì)算實(shí)例介紹了LS-DYNA計(jì)算軟件在復(fù)雜結(jié)構(gòu)模態(tài)分析、流固耦合動(dòng)力分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)接觸與沖擊分析、侵徹分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及多體動(dòng)力學(xué)分析等方面的具體應(yīng)用,便于讀者對(duì)照自學(xué)。
本書各章的具體內(nèi)容安排如下:
第1章對(duì)LS-DYNA計(jì)算程序進(jìn)行了總體介紹,包括LS-DYNA的發(fā)展歷程和技術(shù)特色、LS-DYNA的主要計(jì)算能力及工程應(yīng)用領(lǐng)域以及LS-DYNA的理論基礎(chǔ)知識(shí)三部分內(nèi)容。第2章介紹LS-DYNA計(jì)算程序的使用入門知識(shí),首先介紹以關(guān)鍵字為核心的LS-DYNA計(jì)算程序的運(yùn)行要素及計(jì)算過程,隨后以一個(gè)簡(jiǎn)單動(dòng)力學(xué)問題為例闡釋了LS-DYNA程序的計(jì)算實(shí)現(xiàn)過程。第3章詳細(xì)介紹了LS-DYNA關(guān)鍵字文件的語法、組織結(jié)構(gòu)及常用關(guān)鍵字的使用,涉及節(jié)點(diǎn)、單元、部件、材料、狀態(tài)方程、算法與特性、接觸、約束方程與連接、初始條件、邊界條件、荷載、求解以及輸出設(shè)置等具體的關(guān)鍵字。第4章介紹基于ANSYS Mechanical APDL的LS-DYNA前處理方法,內(nèi)容包括Mechanical APDL界面中的LS-DYNA前處理概述、建立LS-DYNA分析模型、定解條件分析選項(xiàng)的設(shè)置與關(guān)鍵字的導(dǎo)出。第5章介紹在ANSYS Workbench環(huán)境下LS-DYNA結(jié)構(gòu)分析前處理方法,以Explicit Dynamics(LS-DYNA Export)系統(tǒng)的使用為主線,介紹了Workbench中的相關(guān)組件Engineering Data、DM以及Mechanical的具體使用方法和操作要點(diǎn)。第6章介紹基于ANSYS LS-DYNA環(huán)境的一般求解以及三類重啟動(dòng)分析的具體操作方法。第7章介紹LS-PREPOST前后處理器的使用方法,包括功能及界面、后處理操作、前處理操作三部分內(nèi)容。第8章介紹LS-DYNA求解器的隱式分析技術(shù),重點(diǎn)介紹了結(jié)構(gòu)模態(tài)分析的實(shí)現(xiàn)方法,并結(jié)合一個(gè)球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模態(tài)計(jì)算例題進(jìn)行講解。第9章介紹LS-DYNA的ALE算法以及流固耦合技術(shù),內(nèi)容包括ALE及流固耦合技術(shù)簡(jiǎn)介、基于ALE的液面晃動(dòng)分析實(shí)例以及鋼板落水過程流固耦合分析實(shí)例。第10章結(jié)合實(shí)例介紹LS-DYNA的動(dòng)態(tài)接觸及沖擊分析方法,包括剛性物塊撞擊柔性板以及鋼管的沖擊屈曲分析等計(jì)算實(shí)例。第11章以一個(gè)子彈擊穿雙層鋼板的動(dòng)力問題分析為例介紹LS-DYNA侵徹分析及重啟動(dòng)分析的實(shí)現(xiàn)方法。第12章以一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析為例介紹了LS-DYNA的多體動(dòng)力學(xué)分析實(shí)現(xiàn)過程。附錄部分介紹了LS-DYNA計(jì)算單位系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題、LS-DYNA材料模型關(guān)鍵字、ANSYS前處理器支持的材料模型、ANSYS顯式分析命令與LS-DYNA關(guān)鍵字的對(duì)應(yīng)關(guān)系、ANSYS LS-DYNA的單元特性等內(nèi)容。
本書適合于工科相關(guān)專業(yè)研究生及高年級(jí)本科生在學(xué)習(xí)數(shù)值分析、非線性有限元方法等內(nèi)容時(shí)作為參考書使用,也可供相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員學(xué)習(xí)LS-DYNA動(dòng)力分析技術(shù)時(shí)參考閱讀。
本書主要由熊令芳、胡凡金等編著,參與本書實(shí)例測(cè)試和文字整理工作的還有石彬彬、夏峰、王文強(qiáng)、張永剛、王海彥、劉永剛、張永芳、李寶聚、岳鴻志、王睿、李冬、趙曉紅、郭金輝、趙素芳、趙愛平、趙振軍、張海麗、趙小軍、李平、張明明、李保成、郭劍葉、郭曉芳等,是大家的共同付出,才使本書得以順利編寫完成。此外,還要感謝中國鐵道出版社的編輯老師對(duì)本書的支持和幫助。
由于LS-DYNA功能十分全面,涉及大量復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域,加之成書倉促以及作者水平所限,本書的不當(dāng)和錯(cuò)誤之處在所難免,在此懇請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。與本書相關(guān)的技術(shù)問題咨詢或討論,歡迎發(fā)郵件至郵箱:consult_dyna@126.com。
第1章LS-DYNA計(jì)算軟件概述1
1.1 LS-DYNA的發(fā)展歷程和技術(shù)特色1
1.2 LS-DYNA的數(shù)值計(jì)算能力及應(yīng)用領(lǐng)域2
1.3 LS-DYNA的理論基礎(chǔ)知識(shí)6
第2章LS-DYNA程序的基本使用入門10
2.1 LS-DYNA計(jì)算程序運(yùn)行要素及過程10
2.2 LS-DYNA運(yùn)行簡(jiǎn)單實(shí)例12
第3章LS-DYNA關(guān)鍵字文件16
3.1 LS-DYNA關(guān)鍵字文件的組織結(jié)構(gòu)及基本語法16
3.2節(jié)點(diǎn)及單元關(guān)鍵字18
3.3部件、材料及單元選項(xiàng)關(guān)鍵字33
3.4接觸關(guān)鍵字56
3.5約束方程及連接關(guān)鍵字59
3.6初始條件、邊界條件與荷載關(guān)鍵字61
3.7求解以及輸出控制關(guān)鍵字62
第4章ANSYS傳統(tǒng)界面前處理65
4.1 ANSYS傳統(tǒng)界面前處理概述65
4.2建立分析模型80
4.3定解條件、計(jì)算選項(xiàng)設(shè)置與關(guān)鍵字導(dǎo)出102
第5章ANSYS Workbench前處理113
5.1 Workbench環(huán)境與LS-DYNA前處理系統(tǒng)概述113
5.2 Engineering Data組件的使用118
5.3建立幾何模型120
5.4建立分析模型151
5.5初邊值條件、加載與關(guān)鍵字導(dǎo)出165
第6章ANSYS LS-DYNA的求解及重啟動(dòng)177
6.1一般求解的操作方法177
6.2重啟動(dòng)分析操作方法180
第7章LS-PREPOST的使用方法182
7.1 LS-PREPOST功能及操作界面簡(jiǎn)介182
7.2 LS-PREPOST的后處理操作188
7.3 LS-PREPOST前處理操作簡(jiǎn)介193
第8章LS-DYNA隱式分析方法與例題202
8.1 LS-DYNA隱式分析技術(shù)簡(jiǎn)介202
8.2隱式分析例題:網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析203
第9章ALE算法及流固耦合分析211
9.1 ALE算法及流固耦合分析技術(shù)簡(jiǎn)介211
9.2 ALE分析實(shí)例:液面晃動(dòng)分析214
9.3流固耦合分析實(shí)例:鋼板落水模擬220
第10章
動(dòng)態(tài)接觸與沖擊分析例題231
10.1剛性塊與柔性擋板之間的撞擊231
10.2鋼管沖擊屈曲分析248
第11章
侵徹分析例題268
11.1問題描述268
11.2建立分析模型268
11.3次分析275
11.4重啟動(dòng)分析283
11.5關(guān)鍵字文件289
第12章
多體動(dòng)力學(xué)分析例題:凸輪機(jī)構(gòu)301
12.1問題描述301
12.2建立分析模型302
12.3施加邊界條件315
12.4分析設(shè)置317
12.5求解及后處理323
12.6凸輪分析的關(guān)鍵字文件328
附錄A LS-DYNA的計(jì)算單位問題333
附錄B LS-DYNA材料模型關(guān)鍵字334
附錄C ANSYS前處理支持的材料模型343
附錄D ANSYS ED系列命令與對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字345
附錄E ANSYS LS-DYNA單元簡(jiǎn)介348
參考文獻(xiàn)356