LS-DYNA3D理论基础与实例分析
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ls-dyna3d软件是功能齐全的几何非线性、材料非线性以及摩擦和接触分离等界面状态非线性有限元数值计算程序，是军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序。
本书通过实例详细阐述了非线性力学理论、有限元离散方法及其在 ls-dyna3d软件中的具体实现；分析了软件操作步骤，系统讲解了有限元模拟过程以及相关注意事项；由浅入深地帮助读者理解分析非线性有限元的基本思想，积累实际操作经验，以便不断提高分析处理问题的能力。
本书可供汽车、航空航天、国防军工、岩土工程、土木工程、电子、石油、船舶以及建筑等行业的科技人员进行力学分析与产品开发使用，也可以作为大学本科与研究生学习非线性力学及有限元课程的参考教材。
本书通过实例详细阐述了非线性力学理论、有限元离散方法及其在 ls-dyna3d软件中的具体实现；分析了软件操作步骤，系统讲解了有限元模拟过程以及相关注意事项；由浅入深地帮助读者理解分析非线性有限元的基本思想，积累实际操作经验，以便不断提高分析处理问题的能力。
本书可供汽车、航空航天、国防军工、岩土工程、土木工程、电子、石油、船舶以及建筑等行业的科技人员进行力学分析与产品开发使用，也可以作为大学本科与研究生学习非线性力学及有限元课程的参考教材。
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第1章 ls-dyna3d简介
1.1 ls-dyna3d发展历程
1.2 ls-dyna3d能做哪些事情
1.3 ls-dyna3d的基本概念
1.3.1 标识(id编号)
1.3.2 坐标系统
1.3.3 单位制
1.3.4 力与压力
1.3.5 用户定义后处理输出文件
1.4 ansys与ls—dyna3d的关系
第2章 弹性杆的撞击
2.1 概述
2.2 ansys建模过程
2.3 ansys源程序分析
2.4 ls-dyna3d计算输入文件分析
2.5 求解
2.5.1 求解时间的决定因素
2.5.2 求解中途退出的原冈
2.6 计算结果后处理
2.7 总结
1.1 ls-dyna3d发展历程
1.2 ls-dyna3d能做哪些事情
1.3 ls-dyna3d的基本概念
1.3.1 标识(id编号)
1.3.2 坐标系统
1.3.3 单位制
1.3.4 力与压力
1.3.5 用户定义后处理输出文件
1.4 ansys与ls—dyna3d的关系
第2章 弹性杆的撞击
2.1 概述
2.2 ansys建模过程
2.3 ansys源程序分析
2.4 ls-dyna3d计算输入文件分析
2.5 求解
2.5.1 求解时间的决定因素
2.5.2 求解中途退出的原冈
2.6 计算结果后处理
2.7 总结
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LS-DYNA3D是功能齐全的几何非线性(大位移、大转动和大应变)、材料非线性(140 多种材料动态模型)以及摩擦和接触分离等界面状态非线性有限元数值计算软件。它以 Lagrange算法为主，兼有ALE和Euler算法；以显式求解为主，兼有隐式求解功能；以 结构分析为主，兼有热分析、流固耦合功能；以非线性动力分析为主，兼有静力分析功 能。凡是涉及接触一碰撞、爆炸、穿甲与侵彻、应力波传播、金属加工、流固耦合等问 题，LS-DYNA3D都可以进行求解。目前，该软件在全球拥有1000多家用户，遍布世界 各国的研究机构、大学和工业部门，在航空航天、汽车、国防、石油、核工业、电子、 船舶、建筑、体育器材等领域中均获得了广泛的应用。
本书共分为10章。第1章和第2章是全书最重要、最基础的两章。
第1章介绍了LS-DYNA3D的历史及与ANSYS软件的关系，同时，介绍了该软件 能做哪些事情，这对于试图使用该软件解决本行业问题的工程师、研究人员有着重要的 参考价值。
第2章是本书的入门章节。如果读者以前没有接触过非线性有限元软件，可以按照 提示做完这样一个题目——弹性杆的撞击，同时对本题目进行反复研究。
第3章为理论基础简要介绍了弹性静力学、弹性动力学、大变形理论、塑性与粘 性材料、接触—碰撞问题的基本理论、数值计算方法(有限元离散)、求解过程与关键技 术，以及上述内容在LS-DYNA3D中的具体应用形式(理论所对应的关键字)。非线性 有限元理论的学习与掌握是软件操作者进阶的必经之路。
第4章介绍鸟撞飞机风挡模拟，通过全面考察有限元模型的单元类型、结构尺寸、 材料本构、边界条件等内容，分析如何建立一个优秀可信的数值计算模型。
第5章介绍了爆炸的三种数值模拟方法。
第6章给出了三种用户材料子程序及其算例验证。用户材料子程序的使用扩展了软 件的使用范围，使之能够适应科研与工程问题中更复杂的材料本构模拟。
第7章介绍了刚体—弹性体转换、刚性墙以及接触实体等功能。在大规模计算问题 中使用刚体可以适当简化模型，加快计算速度。
第8章与第9章介绍了一些高级技术与高级应用，包括自适应网格划分、壳一体单 元之间的连接、裂纹扩展的模拟、沙漏控制、侵彻分析、热力耦合分析、SPH算法、隐 式求解特征值分析、旋压加工等内容。
第10章全面介绍了后处理软件LS-PREPOST的功能、使用方法与使用技巧。
附书光盘中包含了书中全部的实例源代码(关键字文件)以及后处理动态结果(AVI 格式)，还包含了第10章所有图的彩图。限于篇幅，书中有些问题没有详尽展开，读者 可以阅读相关软件理论手册、用户手册与关键字手册，这些手册在LSTC的官方网站 (www．Istc．com)上可以付费获得。
入门容易提高难，对于LS-DYNA3D的使用尤其如此。希望读者在阅读本书以及学习软件操作的过程中，重视力学与有限元程序设计理论，积累数值模拟经验，只有这样才能更快地实现从软件操作者到高级科技人员的转变。
中国科学院力学研究所梁乃刚研究员、丁桦研究员以及西北工业大学航空学院孙秦教授为本书的写作提供了条件；中国科学院力学研究所邢静忠博士给予作者极大鼓励；北京理工大气：软件技术开发有限公司技术支持部经理闫军博士，ANSYS公司中国成都办事处雷先华技术经理、高级应用工程师罗涛为本书提供了一定的技术支持；本书部分实例来源于中国仿真互动网站(www．simwe．com)以及众多软件爱好者在互联网上发表的文章；另外，广西工学院汽车系主任向宇教授审阅了本书部分书稿并提出了宝贵意见。特在此一并向他们表示衷心的感谢!
由于作者水平有限，本书难免存在不足之处，热忱地希望广大读者和同行专家提出批评和指正。
白金泽
2004年12月
于中国科学院力学研究所
本书共分为10章。第1章和第2章是全书最重要、最基础的两章。
第1章介绍了LS-DYNA3D的历史及与ANSYS软件的关系，同时，介绍了该软件 能做哪些事情，这对于试图使用该软件解决本行业问题的工程师、研究人员有着重要的 参考价值。
第2章是本书的入门章节。如果读者以前没有接触过非线性有限元软件，可以按照 提示做完这样一个题目——弹性杆的撞击，同时对本题目进行反复研究。
第3章为理论基础简要介绍了弹性静力学、弹性动力学、大变形理论、塑性与粘 性材料、接触—碰撞问题的基本理论、数值计算方法(有限元离散)、求解过程与关键技 术，以及上述内容在LS-DYNA3D中的具体应用形式(理论所对应的关键字)。非线性 有限元理论的学习与掌握是软件操作者进阶的必经之路。
第4章介绍鸟撞飞机风挡模拟，通过全面考察有限元模型的单元类型、结构尺寸、 材料本构、边界条件等内容，分析如何建立一个优秀可信的数值计算模型。
第5章介绍了爆炸的三种数值模拟方法。
第6章给出了三种用户材料子程序及其算例验证。用户材料子程序的使用扩展了软 件的使用范围，使之能够适应科研与工程问题中更复杂的材料本构模拟。
第7章介绍了刚体—弹性体转换、刚性墙以及接触实体等功能。在大规模计算问题 中使用刚体可以适当简化模型，加快计算速度。
第8章与第9章介绍了一些高级技术与高级应用，包括自适应网格划分、壳一体单 元之间的连接、裂纹扩展的模拟、沙漏控制、侵彻分析、热力耦合分析、SPH算法、隐 式求解特征值分析、旋压加工等内容。
第10章全面介绍了后处理软件LS-PREPOST的功能、使用方法与使用技巧。
附书光盘中包含了书中全部的实例源代码(关键字文件)以及后处理动态结果(AVI 格式)，还包含了第10章所有图的彩图。限于篇幅，书中有些问题没有详尽展开，读者 可以阅读相关软件理论手册、用户手册与关键字手册，这些手册在LSTC的官方网站 (www．Istc．com)上可以付费获得。
入门容易提高难，对于LS-DYNA3D的使用尤其如此。希望读者在阅读本书以及学习软件操作的过程中，重视力学与有限元程序设计理论，积累数值模拟经验，只有这样才能更快地实现从软件操作者到高级科技人员的转变。
中国科学院力学研究所梁乃刚研究员、丁桦研究员以及西北工业大学航空学院孙秦教授为本书的写作提供了条件；中国科学院力学研究所邢静忠博士给予作者极大鼓励；北京理工大气：软件技术开发有限公司技术支持部经理闫军博士，ANSYS公司中国成都办事处雷先华技术经理、高级应用工程师罗涛为本书提供了一定的技术支持；本书部分实例来源于中国仿真互动网站(www．simwe．com)以及众多软件爱好者在互联网上发表的文章；另外，广西工学院汽车系主任向宇教授审阅了本书部分书稿并提出了宝贵意见。特在此一并向他们表示衷心的感谢!
由于作者水平有限，本书难免存在不足之处，热忱地希望广大读者和同行专家提出批评和指正。
白金泽
2004年12月
于中国科学院力学研究所
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