由淺入深精通LS-DYNA

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本書將向您展現功能強大的LS-DYNA軟件,內容將讓新老用戶對LS-DYNA有耳目一新的感覺。本書首先簡要介紹了通用網格劃分軟件TrueGrid(2019年最新版3.20)的使用方法,然后由淺入深地介紹了通用多物理場分析軟件LS-DYNA(2018年最新版11.0)的基本功能、前后處理軟件LS-PrePost簡介、入門基礎知識、侵徹計算、爆炸計算、傳熱分析、顯式/隱式轉換分析、重啟動分析、ALE流固耦合、光滑粒子流體動力學SPH、無單元迦遼金EFG、結構化S-ALE、時-空守恒元解元CESE、不可壓縮流ICFD、光滑粒子迦遼金SPG、近場動力學Peridynamics、電磁EM、離散元DEM、STOCHASTIC噴霧、化學反應CHEMISTRY等新算法及多物理場耦合計算方法,并結合工程應用給出了數十個計算算例。算例詳細闡述了TrueGrid建模過程、LS-DYNA關鍵字輸入文件中相關關鍵字的含義和使用方法。全部算例建模步驟簡單易學,計算參數設置合理,計算結果準確可信。
本書適合理工科院校本科高年級學生和研究生作為有限元、計算流體力學等課程的學習教材,也可作為各行各業工程技術人員的多物理場分析和產品開發設計的參考手冊,通過學習本書,讀者可大幅提高LS-DYNA軟件的使用水平及工程分析能力。
采用一個算例深入淺出地講解LS-DYNA多種計算算法
深入講述LS-DYNA新功能的工具書,向您全面展示LS-DYNA的多物理場分析功能
全部算例建模步驟簡單易學,計算參數設置合理,計算結果準確可信
本書由淺入深、循序漸進地講述了TrueGrid和LS-DYNA軟件的使用方法。
TrueGrid是美國XYZ Scientific Applications公司推出的通用網格劃分軟件,是一套交互式、批處理、參數化前處理器。TrueGrid簡單易學、功能強大,可以方便快捷地生成優化的、高質量的、多塊體結構化網格,非常適合作為有限差分和有限元軟件如LS-DYNA的前處理器。
LSTC公司的LS-DYNA已經發展成為世界上最著名的通用多物理場動力學分析程序,能夠模擬真實世界的各種復雜問題,特別適合求解各種一維、二維、三維結構的爆炸沖擊和金屬成型等非線性動力學沖擊問題,同時可以求解傳熱、流體、聲學、離散元、電磁、化學反應及多物理場耦合問題,在許多行業具有廣泛的應用。
本書第1章簡要介紹了TrueGrid基本操作,例如運行模式、軟件設置、基本概念、主要界面、使用注意事項等,并給出了幾個建模范例。
第2章介紹了LS-DYNA軟件基本功能、應用領域、最新發展、未來發展方向,以及前后處理軟件LS-PrePost功能簡介和建模范例。
第3章內容為LS-DYNA入門基礎知識,介紹了單位制、關鍵字輸入數據格式、命令行語法、求解感應控制開關、文件系統、單精度和雙精度求解器的應用范圍、隱式和顯式分析、三種常用計算算法等。
第4章介紹了24種不同計算算法在泰勒桿撞擊剛性墻分析中的應用。
第5章通過3種侵徹計算算例,詳細闡述了陶瓷等脆性材料裂紋擴展的計算方法、隨機網格的生成、網狀結構建模和計算方法等。
第6章給出了爆炸計算算例,讀者從中可以學習到空氣中爆炸一維沖擊波計算方法、水中爆炸一維到三維映射計算方法、巖石深孔爆破計算方法、飛片沖擊起爆炸藥計算方法等。
第7章結合具體算例詳細闡述了S-ALE、ICFD、CESE、EM、DEM、Peridynamics、STOCHASTIC噴霧、CHEMISTRY等新增算法的功能特點、應用領域和計算算例。
由于時間比較倉促,作者認識水平有限,本書難免存在錯誤和不足之處,歡迎廣大讀者和同行專家提出批評和指正。讀者在閱讀時發現錯誤后,請通知作者(郵箱:ls-dyna@qq.com),作者將不勝感激。
編 者
2019年1月
1.1 TrueGrid運行模式 2
1.2 TrueGrid設置 2
1.3 TrueGrid快速入門 3
1.3.1 TrueGrid快速上手方法 3
1.3.2 TrueGrid中的三個階段 4
1.3.3 TrueGrid中的兩種網格 5
1.3.4 1/4圓柱建模范例 6
1.3.5 TrueGrid基本概念 14
1.3.6 部件生成初始命令 16
1.3.7 合并網格 18
1.3.8 蝴蝶形網格劃分方法 20
1.4 幾種常用的界面操作 21
1.4.1 投影 21
1.4.2 附著 21
1.4.3 回退 22
1.4.4 歷史窗口 23
1.5 TrueGrid建模步驟 23
1.6 命令執行順序 24
1.7 鼠標和鍵盤快捷鍵的功能 25
1.8 TrueGrid常用命令簡介 25
1.8.1 部件類命令 25
1.8.2 幾何類命令 26
1.8.3 合并類命令 26
1.8.4 全局類命令 26
1.8.5 輸出類命令 27
1.8.6 顯示命令 27
1.9 使用TrueGrid軟件的其他注意事項 28
參考文獻 29
第2章 LS-DYNA和LS-PrePost軟件簡介 30
2.1 LS-DYNA基本功能 31
2.1.1 材料模型 32
2.1.2 狀態方程 32
2.1.3 單元類型 32
2.1.4 接觸類型 32
2.1.5 汽車行業的專門功能 33
2.1.6 初始條件、載荷和約束定義功能 33
2.1.7 自適應網格功能 34
2.1.8 剛體動力學功能 34
2.1.9 拉格朗日算法 34
2.1.10 ALE和Euler算法 34
2.1.11 SPH算法 35
2.1.12 EFG方法 36
2.1.13 邊界元方法 36
2.1.14 隱式算法 36
2.1.15 熱分析 37
2.1.16 多功能控制選項 37
2.1.17 前后處理功能 38
2.1.18 支持的硬件平臺 38
2.2 LS-DYNA最新發展 38
2.2.1 不可壓縮流ICFD求解器 39
2.2.2 時-空守恒元解元CESE求解器 39
2.2.3 微粒(CPM)方法 39
2.2.4 離散元(DEM)方法 39
2.2.5 電磁(EM)模塊 40
2.2.6 近場動力學(PD)算法 41
2.2.7 光滑粒子迦遼金(SPG)算法 41
2.2.8 擴展有限元(XFEM)方法 41
2.2.9 結構化任意拉格朗日歐拉(S-ALE)方法 42
2.2.10 隨機粒子(STOCHASTIC PARTICLES)求解器 42
2.2.11 化學反應(CHEMISTRY)求解器 43
2.2.12 *DEFINE_OPTION_FUNCTION函數定義功能 44
2.2.13 等幾何分析功能 44
2.3 LS-DYNA未來發展重點 44
2.4 LS-DYNA應用領域 45
2.5 LSTC產品相關資源網站 46
2.6 LS-DYNA專用前后處理軟件LS-PrePost功能簡介 47
2.6.1 主要功能 47
2.6.2 主界面 48
2.6.3 鼠標與鍵盤主要操作 48
2.6.4 泰勒桿網格劃分例子 49
2.6.5 離散元粒子填充例子 50
參考文獻 51
第3章 LS-DYNA基礎知識 52
3.1 計算單位制 52
3.1.1 力學單位 52
3.1.2 熱學單位 53
3.1.3 電磁學單位 54
3.1.4 ICFD單位 54
3.2 關鍵字輸入數據格式 55
3.2.1 關鍵字輸入數據格式的特點 55
3.2.2 關鍵字用戶手冊卡片格式說明 57
3.2.3 關鍵字輸入文件格式檢查 58
3.3 基本關鍵字簡介 59
3.4 常用命令行語法 64
3.5 求解感應控制開關 67
3.6 文件系統 69
3.7 重啟動分析 70
3.8 單精度計算和雙精度計算 72
3.9 隱式分析和顯式分析 72
3.10 接觸 73
3.10.1 接觸處理算法分類 73
3.10.2 接觸類型 74
3.11 三類常用算法 77
3.11.1 Lagrangian/Euler/ALE算法簡介 77
3.11.2 Euler/ALE算法常用關鍵字 78
3.11.3 PART和AMMG的區別 79
3.12 關鍵字文件的編輯和分割 79
3.13 批處理運行 80
3.14 計算算法的選擇 80
3.15 LS-DYNA常見警告和錯誤匯總 81
3.15.1 LS-DYNA讀入初始化錯誤 81
3.15.2 LS-DYNA非致命的警告 81
3.15.3 LS-DYNA常見致命錯誤 82
3.15.4 LS-DYNA常用調試方法 82
3.16 關于計算結果的準確性和可信度的討論 82
參考文獻 83
第4章 泰勒桿撞擊剛性墻計算 84
4.1 拉格朗日單元算法二維軸對稱計算模型 84
4.1.1 *SECTION_SHELL關鍵字 84
4.1.2 計算模型概況 86
4.1.3 TrueGrid建模 86
4.1.4 關鍵字文件講解 86
4.1.5 數值計算結果 90
4.2 拉格朗日自適應單元算法二維軸對稱計算模型 93
4.2.1 計算模型概況 93
4.2.2 TrueGrid建模 93
4.2.3 關鍵字文件講解 94
4.2.4 數值計算結果 95
4.3 拉格朗日單元算法三維1/4對稱計算模型 96
4.3.1 *SECTION_SOLID關鍵字 96
4.3.2 計算模型概況 98
4.3.3 TrueGrid建模 98
4.3.4 關鍵字文件講解 98
4.3.5 數值計算結果 100
4.4 20節點六面體單元算法1/4對稱計算模型 102
4.4.1 計算模型概況 102
4.4.2 TrueGrid建模 102
4.4.3 關鍵字文件講解 103
4.4.4 數值計算結果 105
4.5 EFG單元算法三維1/4對稱計算模型 105
4.5.1 計算模型概況 106
4.5.2 TrueGrid建模 106
4.5.3 關鍵字文件講解 106
4.5.4 數值計算結果 108
4.6 EFG單元算法二維軸對稱計算模型 108
4.6.1 計算模型概況 108
4.6.2 TrueGrid建模 109
4.6.3 關鍵字文件講解 109
4.6.4 數值計算結果 111
4.7 單物質ALE單元算法三維1/4對稱計算模型 111
4.7.1 *CONTROL_ALE關鍵字 112
4.7.2 計算模型概況 113
4.7.3 TrueGrid建模 113
4.7.4 關鍵字文件講解 113
4.7.5 數值計算結果 115
4.8 多物質ALE單元算法三維1/4對稱計算模型 116
4.8.1 *ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP關鍵字 116
4.8.2 *INITIAL_VOLUME_FRACTION_GEOMETRY關鍵字 118
4.8.3 計算模型概況 125
4.8.4 TrueGrid建模 125
4.8.5 關鍵字文件講解 126
4.8.6 數值計算結果 128
4.9 多物質ALE網格自適應運動三維1/4對稱計算模型 129
4.9.1 ALE網格運動 129
4.9.2 計算模型概況 132
4.9.3 TrueGrid建模 132
4.9.4 關鍵字文件講解 133
4.9.5 數值計算結果 136
4.10 單物質空材料ALE單元算法三維1/4對稱計算模型 136
4.10.1 計算模型概況 136
4.10.2 TrueGrid建模 136
4.10.3 關鍵字文件講解 136
4.10.4 數值計算結果 139
4.11 多物質ALE單元算法二維軸對稱計算模型 139
4.11.1 *SECTION_ALE2D關鍵字 139
4.11.2 計算模型概況 140
4.11.3 TrueGrid建模 140
4.11.4 關鍵字文件講解 140
4.11.5 數值計算結果 142
4.12 SPH單元算法三維全尺寸計算模型 143
4.12.1 *CONTROL_SPH關鍵字 143
4.12.2 *SECTION_SPH關鍵字 144
4.12.3 計算模型概況 145
4.12.4 TrueGrid建模 145
4.12.5 關鍵字文件講解 146
4.12.6 數值計算結果 148
4.13 SPH單元算法二維軸對稱計算模型 149
4.13.1 計算模型概況 149
4.13.2 TrueGrid建模 149
4.13.3 關鍵字文件講解 150
4.13.4 數值計算結果 151
4.14 單元失效轉化為SPH粒子二維軸對稱計算模型 152
4.14.1 計算模型概況 152
4.14.2 TrueGrid建模 152
4.14.3 關鍵字文件講解 152
4.14.4 數值計算結果 154
4.15 單元失效轉化為SPH粒子三維1/4對稱計算模型 154
4.15.1 計算模型概況 155
4.15.2 TrueGrid建模 155
4.15.3 關鍵字文件講解 155
4.15.4 數值計算結果 157
4.16 泰勒桿和剛體PART接觸算法三維1/4對稱計算模型 157
4.16.1 *CONTACT_...關鍵字 157
4.16.2 計算模型概況 164
4.16.3 TrueGrid建模 165
4.16.4 關鍵字文件講解 165
4.16.5 數值計算結果 167
4.17 泰勒桿和剛體PART接觸算法二維軸對稱計算模型 168
4.17.1 *CONTACT_2D_...關鍵字 168
4.17.2 計算模型概況 170
4.17.3 TrueGrid建模 170
4.17.4 關鍵字文件講解 170
4.17.5 數值計算結果 172
4.18 SPG單元算法三維1/4對稱計算模型 173
4.18.1 SPG算法基礎 173
4.18.2 計算模型概況 177
4.18.3 TrueGrid建模 177
4.18.4 關鍵字文件講解 177
4.18.5 數值計算結果 179
4.19 多物質ALE流固耦合算法三維1/4對稱計算模型 179
4.19.1 ALE流固耦合算法 179
4.19.2 *SET_MULTI關鍵字 185
4.19.3 計算模型概況 186
4.19.4 TrueGrid建模 186
4.19.5 關鍵字文件講解 186
4.19.6 數值計算結果 190
4.20 多物質ALE單元流固耦合算法二維軸對稱計算模型 190
4.20.1 計算模型概況 190
4.20.2 TrueGrid建模 190
4.20.3 關鍵字文件講解 191
4.20.4 數值計算結果 193
4.21 塑性功轉換為熱三維1/4對稱計算模型 194
4.21.1 計算模型概況 194
4.21.2 TrueGrid建模 194
4.21.3 關鍵字文件講解 194
4.21.4 數值計算結果 197
4.22 顯式-隱式轉換連續求解三維1/4對稱計算模型 198
4.22.1 *CONTROL_IMPLICIT_GENERAL關鍵字 198
4.22.2 計算模型概況 199
4.22.3 TrueGrid建模 199
4.22.4 關鍵字文件講解 199
4.22.5 數值計算結果 201
4.23 特征值分析三維全尺寸計算模型 201
4.23.1 計算模型概況 201
4.23.2 TrueGrid建模 202
4.23.3 關鍵字文件講解 202
4.23.4 數值計算結果 203
4.24 完全重啟動分析三維1/4對稱計算模型 205
4.24.1 完全重啟動分析計算模型概況 206
4.24.2 完全重啟動分析TrueGrid建模 207
4.24.3 完全重啟動分析關鍵字文件講解 207
4.24.4 完全重啟動分析數值計算結果 209
參考文獻 209
第5章 侵徹計算 210
5.1 破片撞擊陶瓷二維軸對稱計算 210
5.1.1 計算模型概況 210
5.1.2 TrueGrid建模 211
5.1.3 關鍵字文件講解 211
5.1.4 數值計算結果 213
5.2 彈體侵徹隨機分層巖石計算 215
5.2.1 計算模型概況 215
5.2.2 TrueGrid建模 216
5.2.3 關鍵字文件講解 217
5.2.4 數值計算結果 220
5.3 小球觸網計算 222
5.3.1 計算模型概況 222
5.3.2 TrueGrid建模 223
5.3.3 關鍵字文件講解 224
5.3.4 數值計算結果 226
參考文獻 226
第6章 爆炸計算 227
6.1 空中爆炸一維計算 228
6.1.1 空氣沖擊波工程計算模型 228
6.1.2 *SECTION_ALE1D關鍵字 230
6.1.3 計算模型概況 231
6.1.4 TrueGrid建模 231
6.1.5 關鍵字文件講解 231
6.1.6 計算結果 235
6.2 水中爆炸一維到三維映射計算 237
6.2.1 計算模型概況 237
6.2.2 TrueGrid建模 238
6.2.3 ALE邊界條件和載荷 239
6.2.4 關鍵字文件講解 239
6.2.5 運行批處理文件 244
6.2.6 數值計算結果 244
6.3 巖石深孔爆破二維計算 245
6.3.1 計算模型概況 245
6.3.2 TrueGrid建模 246
6.3.3 關鍵字文件講解 246
6.3.4 數值計算結果 249
6.4 飛片撞擊作用下炸藥沖擊起爆二維計算 250
6.4.1 計算模型概況 250
6.4.2 TrueGrid建模 250
6.4.3 關鍵字文件講解 250
6.4.4 數值計算結果 252
參考文獻 254
第7章 S-ALE/CESE/ICFD/EM/DEM/STOCHASTIC/CHEMISTRY等新算法 256
7.1 S-ALE空中爆炸流固耦合計算 256
7.1.1 S-ALE算法簡介 257
7.1.2 S-ALE主要關鍵字 257
7.1.3 S-ALE邊界條件定義 259
7.1.4 計算模型概況 259
7.1.5 TrueGrid建模 259
7.1.6 關鍵字文件講解 260
7.1.7 數值計算結果 266
7.2 ICFD流固耦合計算 267
7.2.1 ICFD基礎 267
7.2.2 計算模型概況 271
7.2.3 TrueGrid建模 271
7.2.4 關鍵字文件講解 273
7.2.5 數值計算結果 276
7.3 CESE流固耦合計算 277
7.3.1 CESE基礎 277
7.3.2 計算模型概況 282
7.3.3 TrueGrid建模 282
7.3.4 關鍵字文件講解 283
7.3.5 數值計算結果 287
7.4 STOCHASTIC隨機粒子與CESE耦合的噴霧計算 288
7.4.1 計算模型概況 288
7.4.2 TrueGrid建模 289
7.4.3 關鍵字文件講解 289
7.4.4 數值計算結果 291
7.5 電磁軌道炮發射EM計算 292
7.5.1 EM計算基礎 292
7.5.2 計算模型概況 295
7.5.3 TrueGrid建模 296
7.5.4 關鍵字文件講解 297
7.5.5 數值計算結果 301
7.6 EM與熱耦合電磁感應加熱計算 303
7.6.1 計算模型概況 303
7.6.2 TrueGrid建模 303
7.6.3 關鍵字文件講解 304
7.6.4 數值計算結果 308
7.7 玻璃彈珠堆積濺落DEM計算 309
7.7.1 DEM基礎 309
7.7.2 計算模型概況 316
7.7.3 TrueGrid建模 317
7.7.4 關鍵字文件講解 318
7.7.5 數值計算結果 321
7.8 DEM與ICFD耦合氣力輸送計算 322
7.8.1 計算模型概況 322
7.8.2 TrueGrid建模 322
7.8.3 關鍵字文件講解 324
7.8.4 數值計算結果 327
7.9 破片撞擊下玻璃破碎的近場動力學計算 328
7.9.1 鍵基PD方法簡介 328
7.9.2 計算模型概況 329
7.9.3 TrueGrid建模 329
7.9.4 關鍵字文件講解 331
7.9.5 數值計算結果 333
7.10 *DEFINE_OPTION_FUNCTION 335
7.10.1 *DEFINE_CURVE_FUNCTION關鍵字 335
7.10.2 *DEFINE_FUNCTION關鍵字 337
7.10.3 *DEFINE_FUNCTION_TABULATED關鍵字 338
7.10.4 計算模型概況 339
7.10.5 TrueGrid建模 339
7.10.6 關鍵字文件講解 340
7.10.7 數值計算結果 341
7.11 CHEMISTRY化學反應之氫氣燃燒計算 341
7.11.1 CESE+CHEMISTRY化學反應方法的功能特點 341
7.11.2 計算模型概況 343
7.11.3 TrueGrid建模 343
7.11.4 關鍵字文件講解 345
7.11.5 數值計算結果 349
參考文獻 351
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- 民用航空飛機標準線路施工 [主編 王志敏 陳明]
- 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩 著]
- 實用運籌學 [主編 邢育紅 于晉臣]
- 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
- 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華 著]
- 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
- 電子技術(第二版) [主編 覃愛娜 李飛]
- 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
- 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
- 電子產品設計案例教程(微課版)—基于嘉立創EDA(專業版) [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
- C程序設計實踐教程 [劉衛國]
- C程序設計(慕課版) [劉衛國]
- Web技術開發教程(基于.NET開源MVC框架) [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
- 商務英語翻譯教程(筆譯)(第四版) [主編 王軍平]
- 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
- 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
- 商務秘書理論與實務(第三版) [主編 張同欽]
- 程序設計基礎實踐教程(C/C++語言版) [張桂芬 葛麗娜]
- C++案例項目精講 [主編 楊國興]
- 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
- 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
- 語音識別理論與實踐 [主編 莫宏偉]
- 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓(第二版) [主編 薛大龍]
- 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
- 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
- 畫法幾何與機械制圖習題集(多學時) [主編 趙軍]
- HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
- SwiftUI完全開發 [李智威 著]
- 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]