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POST1 157
9.1.2时间历程后处理器POST26 161
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DTM 179
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PART 192
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-DYNA 208
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-DYNA 281
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-DYNA 315
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PART 339
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-DYNA 347
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