ANSYS 18.0 LS-DYNA非线性有限元分析 实例指导教程【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

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第1章 CAE与LS-DYNA的发展1

1.1CAE技术及其发展2

1.1.1CAE技术流程2

1.1.2CAE的优越性3

1.2LS-DYNA的特点及应用3

1.2.1LS-DYNA的功能特点3

1.2.2LS-DYNA的应用领域5

1.2.3LS-DYNA的文件系统7

1.2.4LS-DYNA分析的一般流程8

1.3显式与隐式时间积分9

第2章 ANSYS/LS-DYNA的单元特性及定义11

2.1ANSYS/LS-DYNA的单元特性12

2.1.1LINK160杆单元12

2.1.2BEAM161梁单元13

2.1.3SHELL163薄壳单元16

2.1.4SOLID164实体单元19

2.1.5COMB1165弹簧阻尼单元20

2.1.6MASS166质点质量单元21

2.1.7LINK167缆单元23

2.2定义显式动力单元24

2.2.1过滤图形界面24

2.2.2选择单元类型24

2.2.3定义单元选项25

2.2.4定义单元实常数26

2.3简化积分与沙漏27

2.3.1简化积分单元27

2.3.2沙漏概述27

2.3.3沙漏控制技术27

2.3.4单元综合要点29

第3章 ANSYS/LS-DYNA材料模型及其选用30

3.1材料定义流程31

3.1.1利用图形用户界面（GUI）输入材料模型的流程31

3.1.2用命令定义材料模型33

3.1.3材料模型选择要点34

3.2弹性材料模型34

3.2.1线弹性材料34

3.2.2非线性弹性模型38

3.3非线性无弹性模型40

3.3.1与应变率无关的各向同性材料模型41

3.3.2与应变率相关的各向同性材料模型44

3.3.3与应变率相关的各向异性材料模型50

3.3.4考虑失效的材料模型54

3.3.5弹塑性流体动力学材料模型57

3.3.6黏弹塑性材料模型58

3.4泡沫材料模型60

3.4.1低密度闭合多孔的聚氨酯泡沫60

3.4.2黏性泡沫材料模型62

3.4.3低密度氨基甲酸乙酯泡沫63

3.4.4可压扁泡沫材料模型64

3.4.5正交异性可压扁Honeycomb蜂窝结构65

3.5与状态方程相关的材料模型67

3.5.1线性多项式状态方程67

3.5.2Gruneisen状态方程67

3.5.3Tbbulated状态方程69

3.6离散单元模型69

3.6.1弹簧的材料模型69

3.6.2阻尼模型73

3.6.3索模型74

3.7刚性体模型75

第4章 建立几何实体模型78

4.1常用的基本概念79

4.1.1建模前的规划79

4.1.2ANSYS/LS-DYNA的单位制79

4.1.3ANSYS坐标系80

4.1.4坐标系的激活与删除82

4.1.5工作平面83

4.1.6组件与组元84

4.1.7工作环境设置85

4.2ANSYS实体建模88

4.2.1自底向上建模88

4.2.2自顶向下建模91

4.2.3布尔操作93

4.2.4布尔运算失败时建议采取的一些措施97

4.2.5其他常用实体建模方式98

4.2.6图元的显示98

4.3从CAD系统中导入实体模型99

4.3.1生成IGES(.igs）格式文件99

4.3.2ANSYS/LS-DYNA调入IGES文件101

第5章 建立有限元模型104

5.1设置单元属性105

5.1.1为实体模型指定属性105

5.1.2使用总体的属性设置106

5.1.3修改单元属性106

5.2控制网格密度107

5.2.1智能网格划分107

5.2.2单元尺寸控制107

5.2.3单元类型控制108

5.2.4网格类型控制109

5.2.5改变网格111

5.3网格拖拉与扫掠111

5.3.1网格拖拉111

5.3.2网格扫掠112

第6章 LS-DYNA的接触及其定义115

6.1接触算法与接触类型116

6.1.1常用基本概念116

6.1.2LS-DYNA的接触算法117

6.1.3LS-DYNA的接触类型118

6.2接触界面的定义与控制121

6.2.1定义接触界面121

6.2.2列表和删除接触124

6.2.3接触界面的控制选项124

6.2.4穿透问题及解决措施126

6.2.5接触分析应注意的问题127

第7章 载荷、初始条件和约束128

7.1施加载荷129

7.1.1定义数组参数、载荷曲线129

7.1.2施加载荷131

7.2施加初始条件132

7.3施加约束134

7.3.1施加约束134

7.3.2施加转动约束134

7.3.3滑动或周期性边界面约束135

7.3.4无反射边界条件136

7.3.5定义特殊约束137

7.4点焊和阻尼控制137

7.4.1点焊137

7.4.2阻尼控制138

第8章 求解与求解控制139

8.1求解基本参数设定140

8.1.1计算时间控制140

8.1.2输出文件控制142

8.1.3高级求解控制145

8.1.4输出K文件148

8.2求解与求解监控148

8.2.1求解过程描述148

8.2.2求解监控149

8.2.3求解中途退出的原因150

8.2.4负体积产生的原因150

8.3重启动151

8.3.1新的分析151

8.3.2简单重启动151

8.3.3小型重启动152

8.3.4完全重启动153

8.4LS-DYNA输入数据格式153

8.4.1关键字文件的格式154

8.4.2关键字文件的组织关系155

第9章 ANSYS/LS-DYNA后处理156

9.1ANSYS后处理157

9.1.1通用后处理器POST1157

9.1.2时间历程后处理器POST26161

9.2LS-PREPOST4.0后处理167

9.2.1LS-PREPOST4.0程序界面167

9.2.2下拉菜单168

9.2.3图形绘制168

9.2.4图形控制区168

9.2.5动画控制区169

9.2.6主菜单170

9.2.7鼠标键盘操作177

第10章 产品的跌落测试分析178

10.1跌落测试分析概述179

10.2跌落测试模块DTM179

10.2.1DTM模块的启动179

10.2.2跌落测试分析基本流程179

10.2.3跌落测试分析参数设置181

10.3PDA跌落测试分析184

10.3.1启动DTM模块184

10.3.2打开几何实体模型185

10.3.3定义单元类型、实常数186

10.3.4定义材料模型187

10.3.5生成有限元模型188

10.3.6生成PART192

10.3.7定义接触193

10.3.8跌落分析基本参数设置194

10.3.9观察分析结果195

10.3.10命令流197

第11章 板料冲压及回弹分析202

11.1显式-隐式序列求解203

11.1.1求解分析的显式部分204

11.1.2为了进行隐式分析改变作业名204

11.1.3关闭单元的形状检查204

11.1.4转换单元类型205

11.1.5修改隐式单元的几何形状206

11.1.6移走不需要的单元206

11.1.7重新定义边界条件206

11.1.8输入应力206

11.1.9进行隐式求解207

11.2板料冲压成形模拟208

11.2.1启动ANSYS/LS-DYNA208

11.2.2定义单元类型、实常数、材料模型208

11.2.3创建几何实体模型214

11.2.4定义接触218

11.2.5定义约束219

11.2.6施加载荷221

11.2.7求解控制与求解223

11.2.8观察分析结果225

11.2.9命令流实现228

11.3回弹分析232

11.3.1为了进行隐式分析改变作业名232

11.3.2关闭单元的形状检查232

11.3.3转换单元类型233

11.3.4修改隐式单元的几何形状233

11.3.5移走不需要的单元234

11.3.6重新定义边界条件234

11.3.7输入应力235

11.3.8进行隐式求解235

11.3.9检查回弹结果236

11.3.10命令流实现237

第12章 鸟撞发动机风挡模拟238

12.1隐式-显式序列求解239

12.1.1进行隐式求解239

12.1.2为进行显式求解改变作业名239

12.1.3改变单元类型240

12.1.4移走额外约束242

12.1.5写入来自隐式分析的节点结果242

12.1.6施加所需的接触、载荷条件242

12.1.7初始化模型的几何形状242

12.1.8进行显式分析243

12.2风挡抗鸟撞模拟243

12.2.1进行隐式求解244

12.2.2隐式求解的命令流实现257

12.2.3为进行显式求解改变作业名264

12.2.4改变单元类型、材料模型、实常数264

12.2.5移走额外约束266

12.2.6写来自隐式分析的节点结果267

12.2.7施加所需的接触、载荷条件267

12.2.8初始化模型的几何形状271

12.2.9进行显式分析272

12.2.10命令流实现273

12.2.11后处理276

第13章 金属塑性成形模拟278

13.1金属塑性成形数值模拟279

13.1.1金属塑性成形数值模拟概述279

13.1.2塑性成形有限元模拟优点279

13.1.3塑性成形中的有限元方法279

13.2楔横轧轧制成形模拟280

13.2.1启动ANSYS/LS-DYNA281

13.2.2定义单元类型、实常数、材料模型281

13.2.3建立模具有限元模型288

13.2.4定义接触297

13.2.5定义约束298

13.2.6定义载荷299

13.2.7定义模具的质量中心300

13.2.8求解控制与求解303

13.2.9命令流实现305

13.2.10后处理310

第14章 冲击动力学问题的分析314

14.1薄壁方管屈曲分析315

14.1.1启动ANSYS/LS-DYNA315

14.1.2建立有限元模型316

14.1.3定义接触321

14.1.4定义边界条件321

14.1.5施加冲击载荷326

14.1.6求解控制设置327

14.1.7求解及求解过程控制329

14.1.8命令流实现329

14.1.9后处理331

14.2自适应网格方法概述334

14.2.1h-adaptive方法335

14.2.2r-adaptive方法336

14.2.3开启网格自适应337

14.2.4自适应网格高级控制337

14.3薄壁方管的自适应屈曲分析339

14.3.1创建PART339

14.3.2开启网格自适应340

14.3.3自适应网格高级控制340

14.3.4命令流实现341

14.3.5求解结果对比343

第15章 侵彻问题的分析345

15.1LS-DYNA侵彻问题模拟概述346

15.1.1侵彻问题的研究方法346

15.1.2侵彻问题的数值模拟346

15.2弹丸侵彻靶板分析347

15.2.1启动ANSYS/LS-DYNA347

15.2.2建立有限元模型349

15.2.3定义接触356

15.2.4定义边界条件357

15.2.5定义弹丸初始速度360

15.2.6求解控制设置361

15.2.7求解及求解过程控制362

15.2.8命令流实现362

15.2.9后处理366

第16章 ALE、SPH高级分析370

16.1ALE算法371

16.1.1Lagrange、Euler、ALE算法371

16.1.2ALE算法理论基础373

16.1.3执行一个ALE分析376

16.2无网格方法概述377

16.2.1无网格方法基本思想378

16.2.2无网格方法的发展历程378

16.2.3无网格方法的优缺点379

16.2.4部分无网格方法简介380

16.3SPH方法382

16.3.1SPH方法的本质382

16.3.2SPH方法的基本理论382

16.3.3LS-DYNA中的SPH算法384

16.3.4SPH主要的关键字说明386

附录A 最常用的关键字389

附录B 常用建模操作命令391

参考文献396