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的特点及应用 3
1.2.1 LS-DYNA的功能特点 3
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 ANSYS/LS-DYNA的单元特性及定义 11
2.1 ANSYS/LS-DYNA的单元特性 12
2.1.1 LINK160杆单元 12
2.1.2 BEAM161梁单元 13
2.1.3 SHELL163薄壳单元 16
2.1.4 SOLID 164实体单元 19
2.1.5 COMBI165弹簧阻尼单元 20
2.1.6 MASS166质点质量单元 21
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 26
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 27
2.3.3 沙漏控制技术 27
2.3.4 单元综合要点 28
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 利用图形用户界面（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 33
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 40
3.3.2 与应变率相关的各向同性材料模型 43
3.3.3 与应变率相关的各向异性材料模型 48
3.3.4 考虑失效的材料模型 53
3.3.5 弹塑性流体动力学材料模型 55
3.3.6 粘弹塑性材料模型 56
3.4 泡沫材料模型 58
3.4.1 低密度闭合多孔的聚氨酯泡沫 58
3.4.2 粘性泡沫材料模型 59
3.4.3 低密度氨基甲酸乙酯泡沫 60
3.4.4 可压扁泡沫材料模型 61
3.4.5 正交异性可压扁Honeycomb蜂窝结构 61
3.5 状态方程相关的材料模型 63
3.5.1 线性多项式状态方程 63
3.5.2 Gruneisen状态方程 64
3.5.3 Tbbulated状态方程 64
3.6 离散单元模型 65
3.6.1 弹簧的材料模型 65
3.6.2 阻尼器模型 69
3.6.3 索模型 70
3.7 刚性体模型 71
第4章 建立几何实体模型 73
4.1 常用的基本概念 74
4.1.1 建模前的规划 74
4.1.2 ANSYS/LS-DYNA的单位制 74
4.1.3 ANSYS坐标系 75
4.1.4 坐标系的激活与删除 77
4.1.5 工作平面 78
4.1.6 组件与组元 79
4.1.7 工作环境设置 80
4.2 ANSYS实体建模 83
4.2.1 自底向上建模 83
4.2.2 自顶向下建模 86
4.2.3 布尔操作 88
4.2.4 布尔运算失败时建议采取的一些措施 92
4.2.5 其他常用实体建模方式 93
4.2.6 图元的显示 94
4.3 从CAD系统中导入实体模型 94
4.3.1 生成IGES （.igs）格式文件 95
4.3.2 ANSYS/LS-DYNA调IGES文件 97
第5章 建立有限元模型 99
5.1 设置单元属性 100
5.1.1 为实体模型指定属性 100
5.1.2 使用总体的属性设置 101
5.1.3 修改单元属性 101
5.2 控制网格密度 102
5.2.1 智能网格划分 102
5.2.2 单元尺寸控制 102
5.2.3 单元类型控制 103
5.2.4 网格类型控制 103
5.2.5 改变网格 105
5.3 网格拖拉与扫掠 106
5.3.1 网格拖拉 106
5.3.2 网格扫掠 108
第6章 LS-DYNA的接触及其定义 110
6.1 接触算法与接触类型 111
6.1.1 常用基本概念 111
6.1.2 LS-DYNA的接触算法 112
6.1.3 LS-DYNA的接触类型 113
6.2 接触界面的定义与控制 116
6.2.1 定义接触界面 116
6.2.2 列表和删除接触 119
6.2.3 接触界面的控制选项 119
6.2.4 穿透问题及解决措施 121
6.2.5 接触分析注意问题 122
第7章 载荷、初始条件和约束 123
7.1 施加载荷 124
7.1.1 定义数组参数、载荷曲线 124
7.1.2 施加载荷 126
7.2 施加初始条件 127
7.3 施加约束 129
7.3.1 施加约束 129
7.3.2 施加转动约束 129
7.3.3 滑动或周期性边界面约束 129
7.3.4 无反射边界条件 130
7.3.5 定义特殊约束 131
7.4 点焊和阻尼控制 131
7.4.1 点焊 131
7.4.2 阻尼控制 132
第8章 求解与求解控制 133
8.1 求解基本参数设定 134
8.1.1 计算时间控制 134
8.1.2 输出文件控制 137
8.1.3 高级求解控制 139
8.1.4 输出K文件 142
8.2 求解与求解监控 142
8.2.1 求解过程描述 142
8.2.2 求解监控 143
8.2.3 求解中途退出的原因 144
8.2.4 负体积产生的原因 144
8.3 重启动 145
8.3.1 新的分析 145
8.3.2 简单重启动 145
8.3.3 小型重启动 146
8.3.4 完全重启动 147
8.4 LS-DYNA输入数据格式 147
8.4.1 关键字文件的格式 147
8.4.2 关键字文件的组织关系 148
第9章 ANSYS/LS-DYNA后处理 150
9.1 ANSYS后处理 151
9.1.1 通用后处理器POST1 151
9.1.2 时间历程后处理器POST26 155
9.2 LS-PREPOST4.0后处理 161
9.2.1 LS-PREPOST 4.0程序界面 161
9.2.2 下拉菜单 162
9.2.3 图形绘制 163
9.2.4 图形控制区 163
9.2.5 动画控制区 164
9.2.6 主菜单 165
9.2.7 鼠标键盘操作 172
第10章 产品的跌落测试分析 173
10.1 跌落测试分析概述 174
10.2 跌落测试模块DTM 174
10.2.1 DTM模块的启动 174
10.2.2 跌落测试分析基本流程 174
10.2.3 跌落测试分析参数设置 176
10.3 PDA跌落测试分析 179
10.3.1 启动DTM模块 179
10.3.2 打开几何实体模型 180
10.3.3 定义单元类型、实常数 181
10.3.4 定义材料模型 182
10.3.5 生成有限元模型 183
10.3.6 生成PART 187
10.3.7 定义接触 188
10.3.8 跌落分析基本参数设置 189
10.3.9 观察分析结果 190
10.3.1 0命令流实现 192
第11章 板料冲压及回弹分析 196
11.1 显式-隐式序列求解 197
11.1.1 求解分析的显式部分 198
11.1.2 为了进行隐式分析改变作业名 198
11.1.3 关闭单元的形状检查 198
11.1.4 转换单元类型 199
11.1.5 修改隐式单元的几何形状 200
11.1.6 移走不需要的单元 200
11.1.7 重新定义边界条件 200
11.1.8 输入应力 201
11.1.9 进行隐式求解 201
11.2 板料冲压成形模拟 202
11.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA 202
11.2.2 定义单元类型、实常数、材料模型 202
11.2.3 创建几何实体模型 208
11.2.4 定义接触 212
11.2.5 定义约束 213
11.2.6 施加载荷 214
11.2.7 求解控制与求解 216
11.2.8 观察分析结果 218
11.2.9 命令流实现 221
11.3 回弹分析 224
11.3.1 为了进行隐式分析改变作业名 224
11.3.2 关闭单元的形状检查 225
11.3.3 转换单元类型 225
11.3.4 修改隐式单元的几何形状 226
11.3.5 移走不需要的单元 226
11.3.6 重新定义边界条件 227
11.3.7 输入应力 227
11.3.8 进行隐式求解 228
11.3.9 检查回弹结果 228
11.3.1 0命令流实现 229
第12章 鸟撞发动机风挡模式 231
12.1 隐式-显式序列求解 232
12.1.1 进行隐式求解 232
12.1.2 为进行显式求解改变作业名 232
12.1.3 改变单元类型 233
12.1.4 移走额外约束 234
12.1.5 写来自隐式分析的节点结果 234
12.1.6 施加所需的接触、载荷条件 235
12.1.7 初始化模型的几何形状 235
12.1.8 进行显式分析 236
12.2 鸟撞发动机风挡模拟 236
12.2.1 进行隐式求解 236
12.2.2 隐式求解的命令流实现 247
12.2.3 为进行显式求解改变作业名 254
12.2.4 改变单元类型、材料模型、实常数 254
12.2.5 移走额外约束 256
12.2.6 写来自隐式分析的节点结果 257
12.2.7 施加所需的接触、载荷条件 257
12.2.8 初始化模型的几何形状 260
12.2.9 进行显式分析 261
12.2.1 0命令流实现 263
12.2.1 1后处理 265
第13章 金属塑性成形模拟 267
13.1 金属塑性成形数值模拟 268
13.1.1 金属塑性成形数值模拟概述 268
13.1.2 塑性成形有限元模拟优点 268
13.1.3 塑性成形中的有限元方法 268
13.2 楔横轧轧制成形模拟 269
13.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA 270
13.2.2 定义单元类型、实常数、材料模型 270
13.2.3 建立模具有限元模型 277
13.2.4 定义接触 285
13.2.5 定义约束 285
13.2.6 定义载荷 286
13.2.7 定义模具的质量中心 288
13.2.8 求解控制与求解 290
13.2.9 命令流实现 292
13.2.1 0后处理 297
第14章 冲击动力学问题的分析 300
14.1 薄壁方管屈曲分析 301
14.1.1 启动ANSYS/LS-DYNA 301
14.1.2 建立有限元模型 302
14.1.3 定义接触 306
14.1.4 定义边界条件 306
14.1.5 施加冲击载荷 311
14.1.6 求解控制设置 312
14.1.7 求解及求解过程控制 314
14.1.8 命令流实现 314
14.1.9 后处理 316
14.2 自适应网格方法概述 319
14.2.1 h-adaptive方法 319
14.2.2 r-adaptive方法 321
14.2.3 开启网格自适应 321
14.2.4 自适应网格高级控制 322
14.3 薄壁方管的自适应屈曲分析 324
14.3.1 创建PART 324
14.3.2 开启网格自适应 324
14.3.3 自适应网格高级控制 325
14.3.4 命令流实现 325
14.3.5 求解结果对比 327
第15章 侵彻问题的分析 329
15.1 LS-DYNA侵彻问题模拟概述 330
15.1.1 侵彻问题的研究方法 330
15.1.2 侵彻问题的数值模拟 330
15.2 弹丸侵彻靶板分析 331
15.2.1 启动ANSYS/LS-DYNA 331
15.2.2 建立有限元模型 332
15.2.3 定义接触 340
15.2.4 定义边界条件 341
15.2.5 定义弹丸初始速度 344
15.2.6 求解控制设置 344
15.2.7 求解及求解过程控制 346
15.2.8 命令流实现 346
15.2.9 后处理 350
第16章 ALE、 SPH高级分析 354
16.1 ALE方法 355
16.1.1 Lagrange、 Euler、 ALE方法 355
16.1.2 ALE方法理论基础 357
16.1.3 执行一个ALE分析 360
16.2 无网格方法概述 361
16.2.1 无网格方法基本思想 362
16.2.2 无网格方法的发展历程 362
16.2.3 无网格方法的优缺点 363
16.2.4 部分无网格方法简介 364
16.3 SPH方法 366
16.3.1 SPH方法的本质 366
16.3.2 SPH的基本理论 366
16.3.3 LS-DYNA中的SPH算法 367
16.3.4 SPH方法主要的关键字说明 370
附录A最常用的关键字 373
附录B常用建模操作命令 375
参考文献 380