第1章 CAE与LS-DYNA的发展 1
1.1 CAE技术及其发展 2
1.2 LS-DYNA及其发展历程 2
1.2.1 LS-DYNA的功能特点 2
1.2.2 LS-DYNA的应用领域 5
1.2.3 LS-DYNA的文件系统 7
1.2.4 LS-DYNA分析的一般流程 8
1.3 显式与隐式时间积分 9
第2章 LS-DYNA的单元特性及定义 12
2.1 ANSYS/LS-DYNA的单元特性 13
2.1.1 LINK160杆单元 13
2.1.2 BEAM161梁单元 14
2.1.3 SHELL163薄壳单元 17
2.1.4 SOLID164实体单元 19
2.1.5 COMBI165弹簧阻尼单元 21
2.1.6 MASS166质点质量单元 22
2.1.7 LINK167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 25
2.2.3 定义单元选项 25
2.2.4 定义单元实常数 25
2.3 简化积分与沙漏 26
2.3.1 简化积分单元 26
2.3.2 沙漏概述 26
2.3.3 沙漏控制技术 27
2.3.4 单元综合要点 27
第3章 LS-DYNA材料模型及其选用 29
3.1 材料定义流程 30
3.1.1 图形用户界面（GUI）输入材料模型的流程 30
3.1.2 用命令定义材料模型 32
3.1.3 材料模型选择要点 32
3.2 弹性材料模型 33
3.2.1 线弹性材料 33
3.2.2 非线性弹性模型 36
3.3 非线性无弹性模型 39
3.3.1 与应变率无关的各向同性材料模型 39
3.3.2 与应变率相关的各向同性材料模型 42
3.3.3 与应变率相关的各向异性材料模型 47
3.3.4 考虑失效的材料模型 51
3.3.5 弹塑性流体动力学材料模型 53
3.3.6 粘弹塑性材料模型 55
3.4 泡沫材料模型 56
3.4.1 低密度闭合多孔的聚氨酯泡沫 56
3.4.2 粘性泡沫材料模型 57
3.4.3 低密度氨基甲酸乙酯泡沫 58
3.4.4 可压扁泡沫材料模型 59
3.4.5 正交异性可压扁Honeycomb蜂窝结构 60
3.5 状态方程相关的材料模型 62
3.5.1 线性多项式状态方程 62
3.5.2 Gruneisen状态方程 63
3.5.3 Tbbulated状态方程 64
3.6 离散单元模型 64
3.6.1 弹簧的材料模型 64
3.6.2 阻尼器模型 68
3.6.3 索模型 69
3.7 刚性体模型 69
第4章 建立几何实体模型 71
4.1 常用的基本概念 72
4.1.1 建模前的规划 72
4.1.2 ANSYS/LS-DYNA的单位制 72
4.1.3 ANSYS坐标系 73
4.1.4 坐标系的激活与删除 76
4.1.5 工作平面 76
4.1.6 组件与组元 77
4.1.7 工作环境设置 79
4.2 ANSYS实体建模 81
4.2.1 自底向上建模 82
4.2.2 自顶向下建模 84
4.2.3 布尔操作 87
4.2.4 布尔运算失败时建议采取的一些措施 91
4.2.5 其他常用实体建模方式 92
4.2.6 图元的显示 92
4.3 从CAD系统中导入实体模型 93
4.3.1 生成IGES（．igs）格式文件 93
4.3.2 ANSYS/LS-DYNA调IGES文件 95
第5章 建立有限元模型 98
5.1 设置单元属性 99
5.1.1 为实体模型指定属性 99
5.1.2 使用总体的属性设置 100
5.1.3 修改单元属性 100
5.2 控制网格密度 101
5.2.1 智能网格划分 101
5.2.2 单元尺寸控制 101
5.2.3 单元类型控制 102
5.2.4 网格类型控制 102
5.2.5 改变网格 105
5.3 网格拖拉与扫掠 105
5.3.1 网格拖拉 105
5.3.2 网格扫掠 107
第6章 LS-DYNA的接触及其定义 109
6.1 接触算法与接触类型 110
6.1.1 常用基本概念 110
6.1.2 LS-DYNA的接触算法 111
6.1.3 LS-DYNA的接触类型 112
6.2 接触界面的定义与控制 115
6.2.1 定义接触界面 115
6.2.2 列表和删除接触 117
6.2.3 接触界面的控制选项 118
6.2.4 穿透问题及解决措施 120
6.2.5 接触分析注意问题 120
第7章 载荷、初始条件和约束 121
7.1 施加载荷 122
7.1.1 定义数组参数、载荷曲线 122
7.1.2 施加载荷 123
7.2 施加初始条件 124
7.3 施加约束 125
7.3.1 施加约束 126
7.3.2 施加转动约束 126
7.3.3 滑动或周期性边界面约束 126
7.3.4 无反射边界条件 127
7.3.5 定义特殊约束 127
7.4 点焊和阻尼控制 127
7.4.1 点焊 127
7.4.2 阻尼控制 128
第8章 求解与求解控制 129
8.1 求解基本参数设定 130
8.1.1 计算时间控制 130
8.1.2 输出文件控制 133
8.1.3 高级求解控制 135
8.1.4 输出K文件 138
8.2 求解与求解监控 138
8.2.1 求解过程描述 138
8.2.2 求解监控 139
8.2.3 求解中途退出的原因 139
8.2.4 负体积产生的原因 140
8.3 重启动 141
8.3.1 新的分析 141
8.3.2 简单重启动 141
8.3.3 小型重启动 142
8.3.4 完全重启动 143
8.4 LS-DYNA输入数据格式 143
8.4.1 关键字文件的格式 143
8.4.2 关键字文件的组织关系 144
第9章 ANSYS/LS-DYNA后处理 146
9.1 ANSYS后处理 147
9.1.1 通用后处理器POST1 147
9.1.2 时间历程后处理器POST26 151
9.2 LS-PREPOST后处理 157
9.2.1 LS-PREPOST程序界面 157
9.2.2 下拉菜单 158
9.2.3 图形绘制 158
9.2.4 图形控制区 158
9.2.5 动画控制区 158
9.2.6 主菜单 160
9.2.7 鼠标键盘操作 166
第10章 产品的跌落测试分析 168
10.1 跌落测试分析概述 169
10.2 跌落测试模块DTM 169
10.2.1 DTM模块的启动 169
10.2.2 跌落测试分析基本流程 169
10.2.3 跌落测试分析参数设置 171
10.3 PDA跌落测试分析 173
10.3.1 启动DTM模块 173
10.3.2 打开几何实体模型 174
10.3.3 定义单元类型、实常数 175
10.3.4 定义材料模型 176
10.3.5 生成有限元模型 177
10.3.6 生成PART 181
10.3.7 定义接触 182
10.3.8 跌落分析基本参数设置 182
10.3.9 观察分析结果 184
10.3.10 命令流实现 186
第11章 板料冲压及回弹分析 190
11.1 显式－隐式序列求解 191
11.1.1 求解分析的显式部分 192
11.1.2 为了进行隐式分析改变作业名 192
11.1.3 关闭单元的形状检查 192
11.1.4 转换单元类型 193
11.1.5 修改隐式单元的几何形状 194
11.1.6 移走不需要的单元 194
11.1.7 重新定义边界条件 194
11.1.8 输入应力 194
11.1.9 进行隐式求解 195
11.2 板料冲压成形模拟 196
11.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA 196
11.2.2 定义单元类型、实常数、材料模型 196
11.2.3 创建几何实体模型 201
11.2.4 定义接触 205
11.2.5 定义约束 206
11.2.6 施加载荷 208
11.2.7 求解控制与求解 210
11.2.8 观察分析结果 211
11.2.9 命令流实现 214
11.3 回弹分析 218
11.3.1 为了进行隐式分析改变作业名 218
11.3.2 关闭单元的形状检查 218
11.3.3 转换单元类型 218
11.3.4 修改隐式单元的几何形状 219
11.3.5 移走不需要的单元 219
11.3.6 重新定义边界条件 220
11.3.7 输入应力 221
11.3.8 进行隐式求解 221
11.3.9 检查回弹结果 222
11.3.10 命令流实现 223
第12章 鸟撞发动机风挡模式 224
12.1 隐式－显式序列求解 225
12.1.1 进行隐式求解 225
12.1.2 为进行显式求解改变作业名 225
12.1.3 改变单元类型 226
12.1.4 移走额外约束 228
12.1.5 写来自隐式分析的节点结果 228
12.1.6 施加所需的接触、载荷条件 228
12.1.7 初始化模型的几何形状 228
12.1.8 进行显式分析 229
12.2 鸟撞发动机风挡模拟 229
12.2.1 进行隐式求解 230
12.2.2 隐式求解的命令流实现 242
12.2.3 为进行显式求解改变作业名 248
12.2.4 改变单元类型、材料模型、实常数 249
12.2.5 移走额外约束 251
12.2.6 写来自隐式分析的节点结果 251
12.2.7 施加所需的接触、载荷条件 252
12.2.8 初始化模型的几何形状 255
12.2.9 进行显式分析 255
12.2.10 命令流实现 257
12.2.11 后处理 259
第13章 金属塑性成形模拟 261
13.1 金属塑性成形数值模拟 262
13.1.1 金属塑性成形数值模拟概述 262
13.1.2 塑性成形有限元模拟优点 262
13.1.3 塑性成形中的有限元方法 263
13.2 楔横轧轧制成形模拟 264
13.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA 264
13.2.2 定义单元类型、实常数、材料模型 265
13.2.3 建立模具有限元模型 270
13.2.4 定义接触 279
13.2.5 定义约束 280
13.2.6 定义载荷 281
13.2.7 定义模具的质量中心 282
13.2.8 求解控制与求解 285
13.2.9 命令流实现 287
13.2.10 后处理 292
第14章 冲击动力学问题的分析 295
14.1 薄壁方管屈曲分析 296
14.1.1 启动ANSYS/LS-DYNA 296
14.1.2 建立有限元模型 296
14.1.3 定义接触 301
14.1.4 定义边界条件 302
14.1.5 施加冲击载荷 306
14.1.6 求解控制设置 308
14.1.7 求解及求解过程控制 310
14.1.8 命令流实现 310
14.1.9 后处理 312
14.2 自适应网格方法概述 314
14.2.1 h-adaptive方法 315
14.2.2 r-adaptive方法 317
14.2.3 开启网格自适应 317
14.2.4 自适应网格高级控制 318
14.3 薄壁方管的自适应屈曲分析 320
14.3.1 创建PART 320
14.3.2 开启网格自适应 320
14.3.3 自适应网格高级控制 321
14.3.4 命令流实现 321
14.3.5 求解结果对比 323
第15章 侵彻问题的分析 325
15.1 LS-DYNA侵彻问题模拟概述 326
15.1.1 侵彻问题的研究方法 326
15.1.2 侵彻问题的数值模拟 326
15.2 弹丸侵彻靶板分析 327
15.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA 327
15.2.2 建立有限元模型 328
15.2.3 定义接触 335
15.2.4 定义边界条件 336
15.2.5 定义弹丸初始速度 338
15.2.6 求解控制设置 339
15.2.7 求解及求解过程控制 340
15.2.8 命令流实现 341
15.2.9 后处理 344
第16章 ALE、SPH高级分析 348
16.1 ALE方法 349
16.1.1 LAGRANGE、EULER、ALE方法 349
16.1.2 ALE方法理论基础 351
16.1.3 执行一个ALE分析 354
16.2 无网格方法概述 355
16.2.1 无网格方法基本思想 356
16.2.2 无网格的发展历程 356
16.2.3 无网格法的优缺点 357
16.2.4 部分无网格方法简介 358
16.3 SPH方法 360
16.3.1 SPH法的本质 360
16.3.2 SPH的基本理论 360
16.3.3 LS-DYNAk中的SPH算法 362
16.3.4 SPH主要的关键字说明 364
附录Ⅰ 最常用的关键字 367
附录Ⅱ 常用建模操作命令 369