ANSYS/Workbench LS-DYNA爆炸衝擊非線性動力學數值仿真

數值模擬技術是解決衝擊、等非線性問題的有力工具，本書主要以ANSYS/Workbench平臺為基礎，介紹了LS-DYNA模組在非線性動力學分析中的工程應用。全書共13章，系統介紹了WorkbenchLS-DYNA模組的基本知識、幾何建模、材料定義、Model通用前處理模組、LS-DYNA專用前處理模組、計算條件設置和後處理等，並且通過實例詳細介紹了常見的非線性動力學，如衝擊碰撞、跌落、優化設計等模擬過程。書中包含從建模到計算結果分析的全部操作過程，以便讀者能夠結合應用實例，快速掌握LS-DYNA建模和求解流程，加深對非線性動力學數值模擬的理解。本書可作為理工科院校本科高年級學生和研究生非線性動力學、有限元、科學與技術等相關課程的參考書，也可為從事相關專業的工程技術人員和研究人員提供參考。

第1章 Workbench平臺及LS-DYNA軟件介紹001
1.1Workbench軟件簡介 001
1.1.1Workbench啟動方式 002
1.1.2Workbench平臺介面 003
1.1.3Workbench模擬流程 005
1.1.4ANSYS/Workbench的文件管理 006
1.2Workbench平臺中的非線性動力學模組 008
1.2.1Explicit Dynamics軟件 009
1.2.2Autodyn軟件 010
1.2.3LS-DYNA軟件 011
1.3LS-DYNA軟件基本知識 012
1.3.1功能特點 012
1.3.2關鍵字數據格式 012
1.3.3檔案系統 016
1.3.4常用演算法介紹 016
1.3.5LS-PrePost介紹 017
1.4Workbench LS-DYNA介紹 018

第2章 Engneering Data材料模組020
2.1Engineering Data材料模組簡介 020
2.2創建及修改材料 021
2.2.1創建材料 021
2.2.2載入材料庫材料 022
2.2.3創建材料庫 023
2.2.4材料模型數據導入 025
2.2.5材料參數擬合 025
2.3LS-DYNA中典型材料參數 026
2.4Material Designer材料設計模組 027

第3章 Geometry幾何模組030
3.1Design Modeler模組 030
3.1.1 侵徹靶板建模 032
3.1.2 對鋼筋混凝土作用的流固耦合建模 034
3.2SpaceClaim建模平臺 037
3.2.1彈靶模型創建 039
3.2.2SpaceClaim幾何清理 039
3.2.3SpaceClaim構建中間面及線體模型 041
3.2.4SpaceClaim/Material Designer幾何設計 041
3.2.5Python指令碼語言創建模型 042
3.3外部幾何模型導入 044

第4章 Model模組及網格劃分046
4.1Geometry模型樹 047
4.2Material模組 048
4.3Coordinate Systems模組 048
4.4Connections模組 049
4.4.1Contacts接觸設置 049
4.4.2Joints接觸設置 050
4.4.3Body Interactions接觸設置 051
4.5Mesh模組 052
4.5.1LS-DYNA中網格簡介 052
4.5.2Mesh模組網格劃分 053
4.5.3幾何剖分及網格劃分 058
4.5.4SpaceClaim網格劃分 060
4.5.5ICEM網格劃分 061
4.5.6外部網格劃分軟件導入 062
4.6Model中其他設置 064
4.6.1Construction Geometry構造幾何設置 065
4.6.2Symmetry對稱性設置 065
4.6.3CFL Time Step時間步長設置 065

第5章 Model中的LS-DYNA模型樹067
5.1Initial Conditions初始條件 068
5.2Analysis Settings計算設置 068
5.2.1Step Controls設置 069
5.2.2CPU and Memory Management設置 070
5.2.3Solver Controls設置 070
5.2.4Damping Controls和Hourglass Controls設置 072
5.2.5ALE Controls設置 074
5.2.6Joint Controls和Composite Controls設置 074
5.2.7Output Controls和Time History Output Controls設置 075
5.3功能表列及選項控制 075
5.4Solution計算結果 077
5.4.1計算提交 077
5.4.2計算資訊查看 077
5.5後處理設置 079
5.5.1功能表列顯示設定 079
5.5.2計算結果檔查看 079
5.5.3結果變數查看 080
5.5.4自訂結果 082
5.6LS-Run軟件 0835.7Workbench平臺外掛程式系統 085
5.7.1Keyword Manager關鍵字外掛程式 085
5.7.2LST_PrePost外掛程式 086
5.7.3Ensight後處理外掛程式 088

第6章 泰勒杆碰撞090
6.1計算模型描述 090
6.2泰勒杆碰撞2D拉格朗日方法 091
6.2.1材料、幾何處理 091
6.2.2Model中前處理 095
6.2.3計算結果及後處理 097
6.3泰勒杆碰撞3D拉格朗日方法 098
6.3.1材料、幾何處理 098
6.3.2Model中前處理 099
6.3.3計算結果及後處理 100
6.4泰勒杆碰撞3D拉格朗日1/4對稱模型方法 102
6.4.1材料、幾何處理 102
6.4.2Model中前處理 102
6.4.3計算結果及後處理 103
6.5泰勒杆碰撞ALE方法 104
6.5.1材料、幾何處理 104
6.5.2Model中前處理 104
6.5.3計算結果及後處理 105
6.6泰勒杆碰撞歐拉方法 105
6.6.1材料、幾何處理 105
6.6.2Model中前處理 107
6.6.3計算結果及後處理 108
6.7泰勒杆碰撞SPH方法 109
6.7.1材料、幾何處理 109
6.7.2Model中前處理 109
6.7.3計算結果及後處理 111
6.8泰勒杆碰撞拉格朗日失效單元轉SPH方法 112
6.8.1材料、幾何處理 112
6.8.2Model中前處理 112
6.8.3計算結果及後處理 114
6.9泰勒杆碰撞熱力耦合方法 114
6.9.1材料、幾何處理 114
6.9.2Model中前處理 114
6.9.3計算結果及後處理 114

第7章 衝擊碰撞非線性問題計算116
7.1 侵徹靶板 116
7.1.1材料、幾何處理 116
7.1.2Model中前處理 118
7.1.3計算結果及後處理 120
7.1.4綁定接觸法計算 123
7.1.5整體模型法計算 125
7.2圓管對氣囊的衝擊作用 128
7.2.1材料、幾何處理 128
7.2.2Model中前處理 129
7.2.3計算結果及後處理 130
7.3玻璃管跌落 132
7.3.1材料、幾何處理 132
7.3.2Model中前處理 133
7.3.3計算結果及後處理 135

第8章 非線性問題計算137
8.1WB LS-DYNA中的 計算方法 137
8.1.1S-ALE演算法介紹 138
8.1.2S-ALE模型構建 140
8.1.3Workbench中的S-ALE演算法 141
8.1.4Workbench中的流固耦合接觸設置 142
8.2空氣中 143
8.2.1材料、幾何處理 143
8.2.2Model中前處理 145
8.2.3計算及後處理 147
8.2.4空氣中 S-ALE方法 150
8.3 驅動破片 155
8.3.1材料、幾何處理 155
8.3.2Model中前處理 156
8.3.3計算及後處理 158
8.4基於Conwep模型 160
8.4.1計算模型描述 160
8.4.2材料、幾何處理 162
8.4.3Model中前處理 164
8.4.4計算結果及後處理 165

第9章 重啟動及重啟動模組167
9.1重啟動介紹 167
9.1.1簡單重啟動 168
9.1.2小型重啟動 168
9.1.3 重啟動 169
9.2小球墜網並反彈對靶板的作用 169
9.2.1材料、幾何處理 170
9.2.2Model中前處理 171
9.2.3 次重啟動 174
9.2.4第二次重啟動 175
9.3串聯戰鬥部對靶板的作用 178
9.3.1材料、幾何處理 179
9.3.2Model中前處理 181
9.3.3計算結果及後處理 182
9.3.4 次重啟動（ 刪除） 183
9.3.5第二次重啟動（EFP侵徹靶板） 184
9.3.6第三次重啟動（刪除EFP） 186
9.3.7第四次重啟動（ 侵徹靶板） 187

第10章 隱式非線性問題求解190
10.1隱式問題 190
10.2圓管的壓縮 191
10.2.1材料、幾何處理 191
10.2.2Model中前處理 192
10.2.3計算結果及後處理 193
10.3板折彎斷裂 195
10.3.1材料、幾何處理 195
10.3.2Model中前處理 196
10.3.3計算結果及後處理 197

第11章 Workbench-PrePost聯合模型構建199
11.1空氣 （一維計算） 199
11.1.1材料、幾何處理 199
11.1.2Model中前處理 200
11.1.3LS-PrePost處理 202
11.1.4計算結果及後處理 203
11.2空氣 （二維計算） 204
11.2.1材料、幾何處理 204
11.2.2Model中前處理 205
11.2.3LS-PrePost處理 211
11.2.4計算結果及後處理 211
11.3 侵徹沙土DEM模型 212
11.3.1材料、幾何處理 212
11.3.2Model中前處理 213
11.3.3LS-PrePost處理 214
11.3.4計算結果及後處理 216
11.4金屬射流成型 217
11.4.1材料、幾何處理 217
11.4.2Model中前處理 218
11.4.3LS-PrePost中處理 219
11.4.4計算結果及後處理 228

第12章 Workbench平臺中的模組聯合模擬229
12.1模組聯合模擬介紹 229
12.2小球衝擊複合材料靶板（ACP+LS-DYNA） 230
12.2.1材料、幾何處理 230
12.2.2Model中前處理 231
12.2.3ACP模組中複合材料設計 231
12.2.4ACP模組與LS-DYNA模組聯合模擬 234
12.3 衝擊鋼管（LS-DYNA+Static Structural） 235
12.3.1材料、幾何處理 235
12.3.2Model中前處理 236
12.3.3LS-DYNA計算結果 236
12.3.4LS-DYNA計算結果匯出 236
12.3.5Static Structural靜力學計算 237

第13章 優化設計計算240
13.1優化設計模組簡介 240
13.1.1參數定義 240
13.1.2Design Exploration特徵 241
13.1.3回應面設置 241
13.2網格對計算結果的影響分析 244
13.2.1材料、幾何設置 244
13.2.2Model中設置 245
13.2.3計算結果及後處理 245
13.2.4優化分析計算 245
13.3 侵徹優化設計 249
13.3.1材料、幾何處理 249
13.3.2Model中前處理 249
13.3.3優化分析計算 251
13.3.4等品質 侵徹參數優化 254

參考文獻 257