LS-DYNA是全球著名的結構非線性動力計算程序,以顯式算法為主也兼有隱式算法,被廣泛用于模擬工程領域的各種高度非線性的瞬態(tài)結構受力行為。本書以LS-DYNA的關鍵字為主線,詳細介紹了LS-DYNA的理論基礎,基于ANSYS傳統(tǒng)界面及Workbench的前處理、求解以及重啟動,基于LS-PREPOST的前后處理等內容,結合一系列典型計算實例介紹了LS-DYNA在結構模態(tài)分析、流固耦合分析、動態(tài)接觸與沖擊分析、侵徹分析、多體動力學分析等方面的應用。
本書適合于工科相關專業(yè)研究生及高年級本科生在學習結構數(shù)值分析、非線性有限元方法等內容時作為參考書使用,也可供相關專業(yè)的技術人員學習LS-DYNA動力分析技術時參考閱讀。
學習LS-DYNA動力分析技術的參考書。
LS-DYNA是全球著名的結構非線性動力計算程序,以顯式算法為主也兼有隱式算法,被廣泛用于模擬工程領域的各種高度復雜的非線性瞬態(tài)結構受力過程。本書以LS-DYNA的關鍵字為主線,詳細介紹了LS-DYNA的理論基礎,基于ANSYS傳統(tǒng)環(huán)境界面以及ANSYS Workbench的前處理方法、求解以及重啟動方法,基于LS-PREPOST的前后處理方法等內容,結合一系列典型計算實例介紹了LS-DYNA計算軟件在復雜結構模態(tài)分析、流固耦合動力分析、結構動態(tài)接觸與沖擊分析、侵徹分析、機構運動及多體動力學分析等方面的具體應用,便于讀者對照自學。
本書各章的具體內容安排如下:
第1章對LS-DYNA計算程序進行了總體介紹,包括LS-DYNA的發(fā)展歷程和技術特色、LS-DYNA的主要計算能力及工程應用領域以及LS-DYNA的理論基礎知識三部分內容。第2章介紹LS-DYNA計算程序的使用入門知識,首先介紹以關鍵字為核心的LS-DYNA計算程序的運行要素及計算過程,隨后以一個簡單動力學問題為例闡釋了LS-DYNA程序的計算實現(xiàn)過程。第3章詳細介紹了LS-DYNA關鍵字文件的語法、組織結構及常用關鍵字的使用,涉及節(jié)點、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、求解以及輸出設置等具體的關鍵字。第4章介紹基于ANSYS Mechanical APDL的LS-DYNA前處理方法,內容包括Mechanical APDL界面中的LS-DYNA前處理概述、建立LS-DYNA分析模型、定解條件分析選項的設置與關鍵字的導出。第5章介紹在ANSYS Workbench環(huán)境下LS-DYNA結構分析前處理方法,以Explicit Dynamics(LS-DYNA Export)系統(tǒng)的使用為主線,介紹了Workbench中的相關組件Engineering Data、DM以及Mechanical的具體使用方法和操作要點。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容。第8章介紹LS-DYNA求解器的隱式分析技術,重點介紹了結構模態(tài)分析的實現(xiàn)方法,并結合一個球面網殼結構模態(tài)計算例題進行講解。第9章介紹LS-DYNA的ALE算法以及流固耦合技術,內容包括ALE及流固耦合技術簡介、基于ALE的液面晃動分析實例以及鋼板落水過程流固耦合分析實例。第10章結合實例介紹LS-DYNA的動態(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算實例。第11章以一個子彈擊穿雙層鋼板的動力問題分析為例介紹LS-DYNA侵徹分析及重啟動分析的實現(xiàn)方法。第12章以一個凸輪機構的動力學分析為例介紹了LS-DYNA的多體動力學分析實現(xiàn)過程。附錄部分介紹了LS-DYNA計算單位系統(tǒng)的協(xié)調問題、LS-DYNA材料模型關鍵字、ANSYS前處理器支持的材料模型、ANSYS顯式分析命令與LS-DYNA關鍵字的對應關系、ANSYS LS-DYNA的單元特性等內容。
本書適合于工科相關專業(yè)研究生及高年級本科生在學習數(shù)值分析、非線性有限元方法等內容時作為參考書使用,也可供相關專業(yè)的技術人員學習LS-DYNA動力分析技術時參考閱讀。
本書主要由熊令芳、胡凡金等編著,參與本書實例測試和文字整理工作的還有石彬彬、夏峰、王文強、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本書的支持和幫助。
由于LS-DYNA功能十分全面,涉及大量復雜的技術領域,加之成書倉促以及作者水平所限,本書的不當和錯誤之處在所難免,在此懇請各位讀者批評指正。與本書相關的技術問題咨詢或討論,歡迎發(fā)郵件至郵箱:consult_dyna@126.com。
胡凡金,畢業(yè)于山東大學機械工程專業(yè),工學碩士,工程師,主要從事煉鋼及相關非標設備的設計、研發(fā)工作,在核心刊物發(fā)表論文4篇;基于ANSYS進行過很多工程問題的計算和分析,在結構和熱分析方面具有豐富的仿真計算經驗。
熊令芳,畢業(yè)于北京科技大學機械工程及自動化專業(yè),研究生學歷,工程師。主要從事軋鋼設備開發(fā)和工藝設計工作,基于ANSY完成了大量設備結構的數(shù)學建模和有限元分析工作,具備豐富的工程結構計算分析經驗。
第1章LS-DYNA計算軟件概述1
1.1 LS-DYNA的發(fā)展歷程和技術特色1
1.2 LS-DYNA的數(shù)值計算能力及應用領域2
1.3 LS-DYNA的理論基礎知識6
第2章LS-DYNA程序的基本使用入門10
2.1 LS-DYNA計算程序運行要素及過程10
2.2 LS-DYNA運行簡單實例12
第3章LS-DYNA關鍵字文件16
3.1 LS-DYNA關鍵字文件的組織結構及基本語法16
3.2節(jié)點及單元關鍵字18
3.3部件、材料及單元選項關鍵字33
3.4接觸關鍵字56
3.5約束方程及連接關鍵字59
3.6初始條件、邊界條件與荷載關鍵字61
3.7求解以及輸出控制關鍵字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、計算選項設置與關鍵字導出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、加載與關鍵字導出165
第6章ANSYS LS-DYNA的求解及重啟動177
6.1一般求解的操作方法177
6.2重啟動分析操作方法180
第7章LS-PREPOST的使用方法182
7.1 LS-PREPOST功能及操作界面簡介182
7.2 LS-PREPOST的后處理操作188
7.3 LS-PREPOST前處理操作簡介193
第8章LS-DYNA隱式分析方法與例題202
8.1 LS-DYNA隱式分析技術簡介202
8.2隱式分析例題:網殼結構的模態(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簡介211
9.2 ALE分析實例:液面晃動分析214
9.3流固耦合分析實例:鋼板落水模擬220
第10章
動態(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重啟動分析283
11.5關鍵字文件289
第12章
多體動力學分析例題:凸輪機構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分析設置317
12.5求解及后處理323
12.6凸輪分析的關鍵字文件328
附錄A LS-DYNA的計算單位問題333
附錄B LS-DYNA材料模型關鍵字334
附錄C ANSYS前處理支持的材料模型343
附錄D ANSYS ED系列命令與對應的關鍵字345
附錄E ANSYS LS-DYNA單元簡介348
參考文獻356