非线性瞬态动力学分析 MSC.Dytran理论及应用PDF电子书下载

1.1 MSC.Dytran概述 1

1.2 软件特征 1

第1章 引言 1

1.3 应用领域 2

第2章 MSC.Dytran基本概念 3

2.1 拉格朗日有限元法 3

2.3 显式时间积分 4

2.3.1 隐式求解方法 4

2.2 欧拉有限体积法 4

2.3.2 显式求解方法 5

2.3.3 显式求解与隐式求解的计算效率比较 7

2.4 流－固耦合技术 8

2.4.1 一般耦合 8

2.4.2 ALE耦合 9

2.5 接触分析功能 9

2.6 数据单位 9

2.7 分析模型的构成 10

3.1.1 文件管理部分 11

第3章 输入、输出数据结构及分析流程 11

3.1 输入数据结构 11

3.1.2 执行控制部分 13

3.1.3 情况控制部分 13

3.1.4 块数据部分 15

3.1.5 参数定义 24

3.2 分析流程 26

3.2.1 程序执行步骤 26

3.2.4 程序的执行 27

3.2.3 模型的检查 27

3.2.2 在建模过程中使用前处理程序 27

3.2.5 分析的终止 29

3.2.6 中断程序运行 29

3.2.7 内存要求 29

3.2.8 后处理 30

3.3 输出数据结构 30

3.3.1 输出数据文件 30

3.3.2 输出计算结果 33

3.3.3 输出变量 36

4.1 节点和坐标系 67

4.1.1 坐标系 67

第4章 拉格朗日求解器 67

4.1.2 自由度 68

4.1.3 约束 68

4.1.4 节点集中质量 68

4.1.5 拉格朗日网格节点 68

4.1.6 欧拉网格节点 68

4.2 单元库 69

4.2.1 单元的定义 69

4.1.7 节点编号 69

4.1.8 等距网格节点的自动生成及节点位置的移动 69

4.2.2 体单元 70

4.2.3 板壳元 71

4.2.4 膜单元 72

4.2.5 刚体 72

4.2.6 梁单元 75

4.2.8 弹簧元 76

4.2.7 杆单元 76

4.2.9 阻尼元 79

4.2.10 集中质量 81

4.3 单点约束 81

4.4 接触算法 81

4.4.1 接触面模型 81

4.4.2 刚性墙 85

4.4.3 捆绑连接 86

4.4.4 可断开连接 87

4.4.5 运动连接 88

4.5 拉格朗日载荷 89

4.5.1 载荷定义 89

4.5.2 集中力与集中力矩 89

4.5.3 分布压力 90

4.5.4 强迫运动 91

4.5.5 体积力BODYFOR 92

4.5.6 初始条件 92

4.6.2 沙漏黏性 93

4.6.1 体积黏性 93

4.6 人工黏性 93

4.7 动力释放 96

4.7.1 Alpha阻尼VISCDMP 96

4.7.2 系统阻尼VDAMP 97

4.8 Taylor撞击实验 98

4.8.1 问题描述 98

4.8.2 Taylor的理论解 98

4.8.3 MSC.Dytran模型 98

4.8.4 MSC.Dytran计算 99

4.9.1 问题描述 104

4.9 六面体单元的沙漏问题研究 104

4.9.2 MSC.Dytran模型 105

4.9.3 MSC.Dytran计算结果 106

第5章 欧拉求解器 108

5.1 有限体积法 108

5.1.1 控制方程 108

5.1.2 空间域有限体积离散 108

5.1.3 有限体积算法流程 109

5.2 欧拉单元 113

5.1.4 时间步长计算 113

5.3.1 流场边界条件 115

5.3.2 刚性墙 115

5.3 欧拉载荷与约束条件 115

5.3.3 初始条件 116

5.3.4 起爆 120

5.3.5 体力 120

5.4 Roe求解器 120

5.4.1 近似黎曼求解器 120

5.4.4 Roe求解器的局限性 124

5.4.2 精确黎曼求解器 124

5.4.3 时间积分 124

5.5 黏性 125

5.6 药形罩聚能射流模拟 126

5.6.1 问题描述 126

5.6.2 MSC.Dytran模型 126

5.6.3 MSC.Dytran结果 130

6.2 本构模型的选择 131

第6章 材料本构模型 131

6.1 本构模型的定义方式 131

6.3 材料类型 132

6.3.1 通用材料DMAT 132

6.3.2 弹性材料DMATEL 133

6.3.3 弹塑性材料DMATEP 133

6.3.4 正交各向异性材料DMATOR 133

6.3.5 纤维复合材料MAT8 135

6.3.6 各向异性塑性材料SHEETMAT 137

6.3.7 土壤及可压扁泡沫材料DYMAT14 140

6.3.8 分段线性塑性材料DYMAT24 143

6.3.9 CAP材料DYMAT25 144

6.3.10 可压扁正交各向异性材料DYMAT26 145

6.3.11 Mooney-Rivlin橡胶材料RUBBER1 145

6.3.12 泡沫材料（聚丙烯）FOAM1 146

6.3.13 具有回滞现象的泡沫材料FOAM2 147

6.4.1 常模量剪切模型SHREL 148

6.4.2 线性黏弹性剪切模型SHRLVE 148

6.4 剪切模型 148

6.4.3 多项式剪切模型SHRPOL 149

6.5 屈服模型 149

6.5.1 流体动力屈服模型YLDHY 149

6.5.2 冯·米塞斯屈服模型YLDVM 149

6.5.3 Johnson-Cook屈服模型YLDJC 152

6.5.4 Tanimura-Mimura屈服模型YLDTM 152

6.5.5 Zerilli-Armstrong屈服模型YLDZA 152

6.5.8 Mohr-Coulomb屈服模型YLDMC 153

6.6 材料失效模型 153

6.5.7 多项式屈服模型YLDPOL 153

6.5.6 Rate Power Law屈服模型YLDRPL 153

6.6.1 最大塑性应变失效模型FAILMPS 154

6.6.2 用户自定义失效模型FAILEX 154

6.6.3 用户自定义失效模型FAILEX1 154

6.6.4 最大等效应力及最小时间步长失效模型FAILEST 154

6.7.1 γ律状态方程EOSGAM 155

6.7 状态方程 155

6.6.8 最小时间步长失效模型FAILDT 155

6.6.7 最大塑性应变及最小时间步长失效模型FAILSDT 155

6.6.5 最大等效应力失效模型FAILMES 155

6.6.6 最大压力失效模型FAILPRS 155

6.7.2 多项式状态方程EOSPOL 156

6.7.3 Tait状态方程EOSTAIT 156

6.7.4 JWL状态方程EOSJWL 156

6.7.5 炸药点火及燃烧反应扩展状态方程EOSIG 156

6.8 分离模型 157

6.9 材料黏性 158

7.1.1 算法流程 159

第7章 流－固耦合 159

7.1 一般耦合 159

7.1.2 耦合关系的定义 160

7.1.3 封闭耦合面 160

7.1.4 耦合面上的摩擦 160

7.1.5 通透性 161

7.1.6 计算效率 164

7.1.7 COUPLE卡 164

7.1.9 合并／块 165

7.1.8 MESH——自动网格生成 165

7.2.1 多重耦合面与多重欧拉区域 166

7.2.2 具有失效模式的耦合面 166

7.2 多重耦合 166

7.2.3 具有孔洞的耦合面 167

7.2.4 材料在多重欧拉区域间的流动 167

7.2.5 耦合面与欧拉网格的关闭 168

7.2.6 多重欧拉区域的初始化 169

7.2.7 欧拉结果的输出定义 169

7.3 任意拉格朗日、欧拉耦合 170

7.2.8 用Roe求解器进行流－同耦合分析 170

7.4 地雷爆炸分析 171

7.4.1 问题描述 171

7.4.2 MSC.Dytran模型 171

7.4.3 MSC.Dytran结果 175

7.5 多个鸟撞击盒状结构 177

7.5.1 问题描述 177

7.5.2 MSC.Dytran模型 178

7.5.3 MSC.Dytran结果 179

7.6.1 问题描述 180

7.6.2 MSC.Dytran模型 180

7.6 燃料箱的填充 180

7.6.3 MSC.Dytran结果 187

7.7 水下爆炸分析 188

7.7.1 问题描述 188

7.7.2 MSC.Dytran模型 189

7.7.3 MSC.Dytran结果 191

8.1.1 时间步长 195

8.1.2 欧拉单元的合并 195

第8章 特殊技术及技巧 195

8.1 分析的控制 195

8.1.3 流－固耦合子循环 196

8.1.4 极限值 197

8.2 应用类型相关的默认定义 197

8.2.1 SETTING卡 197

8.2.2 等级序列 198

8.3 质量放大 199

8.4 预应力分析 200

8.4.1 用MSC.Nastran的分析结果作预应力初始化 200

8.4.2 直接用MSC.Dytran对模型进行预应力初始化 202

8.5 再启动分析 206

8.5.1 创建再启动文件 206

8.5.2 进行再启动分析 206

8.6 CONTACT卡 207

8.6.1 CONTACT卡的重要参数域 207

8.6.2 接触搜索方法 211

8.6.3 CONTFORC 212

8.6.4 自适应接触 212

8.7 装流体的密闭容器 213

8.8 拉延筋模型 213

8.9 初始压力的定义 214

8.10 欧拉网格的流动边界条件定义 215

8.11 数值泄漏的对策 215

8.12 黏性流体流过长圆管 216

8.12.1 问题描述 216

8.12.2 理论解 217

8.12.3 MSC.Dytran模型 218

8.12.4 MSC.Dytran结果 219

第9章 汽车安全气囊与OOP 220

9.1 安全气囊 220

9.2 气囊数值模型 220

9.2.1 均匀压力模型 221

9.2.2 流体动力学模型 221

9.3 气囊袋模型 222

9.4 气囊的通透性 222

9.4.1 定义方法 222

9.4.2 渗透性 225

9.4.3 洞 225

9.4.4 基于接触的通透性 226

9.5 气囊的气体发生器 226

9.6 气囊的初始计量法 227

9.6.1 IMM法的概念 227

9.6.3 IMM法的使用 228

9.6.2 IMM法的分类 228

9.7 气囊的热传导 229

9.8 气囊的接触问题 230

9.8.1 气囊折叠的数值模型Ⅰ——平面折叠 230

9.8.2 气囊折叠的数值模型Ⅱ——立体折叠 230

9.9.2 安全带单元的密度 231

9.9.4 松弛量 231

9.9.3 阻尼力 231

9.9.1 加载与卸载曲线 231

9.9 安全带 231

9.9.5 预应力 232

9.10 假人模型 232

9.11 假人头部伤害指数 233

9.12 侧撞安全气囊 233

9.12.1 问题描述 233

9.12.2 MSC.Dytran模型 234

9.12.3 MSC.Dytran模型 238

10.1.2 输入数据结构 240

10.1.1 MSC.Dytran与USA的耦合 240

第10章 MSC.Dytran与其他程序的集成 240

10.1 水下爆炸波冲击问题的分析（USA） 240

10.1.3 运行步骤 241

10.1.4 终止条件 242

10.1.5 后处理 242

10.2 假人分析程序之一（TNO/MADYMO） 242

10.2.1 MSC.Dytran与MADYMO的耦合 242

10.2.2 输入数据结构 243

10.2.5 再启动 244

10.2.3 时间步长控制 244

10.2.4 终止条件 244

10.2.6 后处理 245

10.2.7 耦合分析的执行 245

10.3 假人分析程序之二（ATB） 246

10.3.1 MSC.Dytran与ATB的耦合 246

10.3.2 输入数据结构 246

10.3.4 前后处理 247

10.4 MSC.Dytran LS-DYNA 247

10.3.3 终止条件 247

10.5 MSC.Nastran SOL 700 249

第11章 用户子程序 250

11.1 概述 250

11.2 用户子程序与MSC.Dytran连接 250

11.3 用户可存取的内存变量 251

11.3.1 获取全局变量 251

11.3.2 获取单元变量 251

11.2.2 利用命令过程 251

11.2.1 利用MSC.Dytran Explorer 251

11.3.3 存储单元变量 253

11.3.4 获取节点变量 254

11.3.5 存储节点变量 257

11.3.6 程序内部编号转换用户编号 257

11.4 从输入数据文件向用户子程序输入参数 258

第12章 拉格朗日网格中的碰撞穿透分析实例 261

第13章 水上降落模拟分析实例 276

附录 单位表 295

参考文献 296