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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平臺界面 003
1.1.3Workbench仿真流程 005
1.1.4ANSYS/Workbench的文件管理 006
1.2Workbench平臺中的非線性動力學模塊 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(shù)據(jù)格式 012
1.3.3文件系統(tǒng) 016
1.3.4常用算法介紹 016
1.3.5LS-PrePost介紹 017
1.4Workbench LS-DYNA介紹 018

第2章Engneering Data材料模塊020
2.1Engineering Data材料模塊簡介 020
2.2創(chuàng)建及修改材料 021
2.2.1創(chuàng)建材料 021
2.2.2加載材料庫材料 022
2.2.3創(chuàng)建材料庫 023
2.2.4材料模型數(shù)據(jù)導入 025
2.2.5材料參數(shù)擬合 025
2.3LS-DYNA中典型材料參數(shù) 026
2.4Material Designer材料設計模塊 027

第3章Geometry幾何模塊030
3.1Design Modeler模塊 030
3.1.1子彈侵徹靶板建模 032
3.1.2爆炸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(chuàng)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腳本語言創(chuàng)建模型 042
3.3外部幾何模型導入 044

第4章Model模塊及網(wǎng)格劃分046
4.1Geometry模型樹 047
4.2Material模塊 048
4.3Coordinate Systems模塊 048
4.4Connections模塊 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模塊 052
4.5.1LS-DYNA中網(wǎng)格簡介 052
4.5.2Mesh模塊網(wǎng)格劃分 053
4.5.3幾何剖分及網(wǎng)格劃分 058
4.5.4SpaceClaim網(wǎng)格劃分 060
4.5.5ICEM網(wǎng)格劃分 061
4.5.6外部網(wǎng)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菜單欄及選項控制 075
5.4Solution計算結果 077
5.4.1計算提交 077
5.4.2計算信息查看 077
5.5后處理設置 079
5.5.1菜單欄顯示設置 079
5.5.2計算結果文件查看 079
5.5.3結果變量查看 080
5.5.4自定義結果 082
5.6LS-Run軟件 0835.7Workbench平臺插件系統(tǒng) 085
5.7.1Keyword Manager關鍵字插件 085
5.7.2LST_PrePost插件 086
5.7.3Ensight后處理插件 088

第6章泰勒桿碰撞090
6.1計算模型描述 090
6.2泰勒桿碰撞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計算結果及后處理 097
6.3泰勒桿碰撞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計算結果及后處理 100
6.4泰勒桿碰撞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計算結果及后處理 103
6.5泰勒桿碰撞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計算結果及后處理 105
6.6泰勒桿碰撞歐拉方法 105
6.6.1材料、幾何處理 105
6.6.2Model中前處理 107
6.6.3計算結果及后處理 108
6.7泰勒桿碰撞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計算結果及后處理 111
6.8泰勒桿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計算結果及后處理 114
6.9泰勒桿碰撞熱力耦合方法 114
6.9.1材料、幾何處理 114
6.9.2Model中前處理 114
6.9.3計算結果及后處理 114

第7章沖擊碰撞非線性問題計算116
7.1子彈侵徹靶板 116
7.1.1材料、幾何處理 116
7.1.2Model中前處理 118
7.1.3計算結果及后處理 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圓管對氣囊的沖擊作用 128
7.2.1材料、幾何處理 128
7.2.2Model中前處理 129
7.2.3計算結果及后處理 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計算結果及后處理 135

第8章爆炸非線性問題計算137
8.1WB LS-DYNA中的爆炸計算方法 137
8.1.1S-ALE算法介紹 138
8.1.2S-ALE模型構建 140
8.1.3Workbench中的S-ALE算法 141
8.1.4Workbench中的流固耦合接觸設置 142
8.2空氣中爆炸 143
8.2.1材料、幾何處理 143
8.2.2Model中前處理 145
8.2.3計算及后處理 147
8.2.4空氣中爆炸S-ALE方法 150
8.3爆炸驅動破片 155
8.3.1材料、幾何處理 155
8.3.2Model中前處理 156
8.3.3計算及后處理 158
8.4基于Conwep模型爆炸 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計算結果及后處理 165

第9章重啟動及重啟動模塊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完全重啟動 169
9.2小球墜網(wǎng)并反彈對靶板的作用 169
9.2.1材料、幾何處理 170
9.2.2Model中前處理 171
9.2.3第一次重啟動 174
9.2.4第二次重啟動 175
9.3串聯(lián)戰(zhàn)斗部對靶板的作用 178
9.3.1材料、幾何處理 179
9.3.2Model中前處理 181
9.3.3計算結果及后處理 182
9.3.4第一次重啟動（炸藥刪除） 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（子彈侵徹靶板） 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計算結果及后處理 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計算結果及后處理 197

第11章Workbench-PrePost聯(lián)合模型構建199
11.1空氣爆炸（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計算結果及后處理 203
11.2空氣爆炸（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計算結果及后處理 211
11.3子彈侵徹沙土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計算結果及后處理 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計算結果及后處理 228

第12章Workbench平臺中的模塊聯(lián)合仿真229
12.1模塊聯(lián)合仿真介紹 229
12.2小球沖擊復合材料靶板（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模塊中復合材料設計 231
12.2.4ACP模塊與LS-DYNA模塊聯(lián)合仿真 234
12.3子彈沖擊鋼管（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計算結果導出 236
12.3.5Static Structural靜力學計算 237

第13章優(yōu)化設計計算240
13.1優(yōu)化設計模塊簡介 240
13.1.1參數(shù)定義 240
13.1.2Design Exploration特征 241
13.1.3響應面設置 241
13.2網(wǎng)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計算結果及后處理 245
13.2.4優(yōu)化分析計算 245
13.3子彈侵徹優(yōu)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(yōu)化分析計算 251
13.3.4等質量子彈侵徹參數(shù)優(yōu)化 254

參考文獻 257

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前言/序言

非線性動力學一般用于求解產(chǎn)品跌落、金屬沖壓、結構碰撞、子彈侵徹、炸藥爆炸等物理過程和現(xiàn)象。非線性特征包括大變形、高應變率、非線性材料、非線性接觸和沖擊等。由于非線性變形過程不可逆，往往試驗成本非常高，通過數(shù)值仿真技術模擬非線性過程是當前技術領域最為常見的方法，可以定量與定性地研究非線性過程中的問題，極大節(jié)約研究成本。
ANSYS軟件是通用多物理場計算分析程序，能夠模擬各類復雜問題。Workbench是ANSYS軟件系統(tǒng)集成計算平臺，融合多個計算模塊，Workbench平臺具有豐富的材料模型庫、簡單的幾何建模方式、高效的網(wǎng)格劃分方式、簡單的并行計算設置，可以進行多物理場耦合、多模塊聯(lián)合仿真、多參數(shù)優(yōu)化設計等操作。LS-DYNA軟件是目前最為通用的非線性動力學分析軟件之一，目前集成在ANSYS/Workbench平臺中。Workbench平臺中的LS-DYNA主要以圖形界面添加計算條件，自動生成對應關鍵字，可以在平臺內(nèi)直接求解，也可以單獨生成關鍵字提交求解器求解。求解過程簡單易懂，默認參數(shù)能夠滿足絕大多數(shù)非線性動力學分析場景。