由浅入深精通LS-DYNA

本书将向您展现功能强大的LS-DYNA软件，内容将让新老用户对LS-DYNA有耳目一新的感觉。本书首先简要介绍了通用网格划分软件TrueGrid（2019年*版3.20）的使用方法，然后由浅入深地介绍了通用多物理场分析软件LS-DYNA（2018年*版11.0）的基本功能、前后处理软件LS-PrePost简介、入门基础知识、侵彻计算、爆炸计算、传热分析、显式/隐式转换分析、重启动分析、ALE流固耦合、光滑粒子流体动力学SPH、无单元迦辽金EFG、结构化S-ALE、时-空守恒元解元CESE、不可压缩流ICFD、光滑粒子迦辽金SPG、近场动力学Peridynamics、电磁EM、离散元DEM、STOCHASTIC喷雾、化学反应CHEMISTRY等新算法及多物理场耦合计算方法，并结合工程应用给出了数十个计算算例。算例详细阐述了TrueGrid建模过程、LS-DYNA关键字输入文件中相关关键字的含义和使用方法。全部算例建模步骤简单易学，计算参数设置合理，计算结果准确可信。

本书适合理工科院校本科高年级学生和研究生作为有限元、计算流体力学等课程的学习教材，也可作为各行各业工程技术人员的多物理场分析和产品开发设计的参考手册，通过学习本书，读者可大幅提高LS-DYNA软件的使用水平及工程分析能力。

读者对象：

本书适合理工科院校本科高年级学生和研究生作为有限元、计算流体力学等课程的学习教材，也可作为各行各业工程技术人员的多物理场分析和产品开发设计的参考手册，通过学习本书，读者可大幅提高LS-DYNA软件的使用水平及工程分析能力。

辛春亮，男，研究员，1973年12月生，山东日照人，1992年9月—1999年3月就读于国防科技大学机械电子工程专业，获得硕士学位，2008年6月获得北京理工大学工程力学专业博士学位，发表学术论文40余篇，主要从事爆炸冲击数值模拟、毁伤评估和相关产品的开发设计工作，荣获多项国家和省部级科技奖。

涂建，男，1979年3月生，研究员，2004年7月南京理工大学应用化学专业硕士毕业，主要从事爆炸力学、冲击动力学、应用化学、毁伤评估等方向的研究，荣获多项国家和省部级科技奖。

前言

第1章  TrueGrid网格划分入门 1
1.1  TrueGrid运行模式 2
1.2  TrueGrid设置 2
1.3  TrueGrid快速入门 3
1.3.1  TrueGrid快速上手方法 3
1.3.2  TrueGrid中的三个阶段 4
1.3.3  TrueGrid中的两种网格 5
1.3.4  1/4圆柱建模范例 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  合并网格 18
1.3.8  蝴蝶形网格划分方法 20
1.4  几种常用的界面操作 21
1.4.1  投影 21
1.4.2  附着 21
1.4.3  回退 22
1.4.4  历史窗口 23
1.5  TrueGrid建模步骤 23
1.6  命令执行顺序 24
1.7  鼠标和键盘快捷键的功能 25
1.8  TrueGrid常用命令简介 25
1.8.1  部件类命令 25
1.8.2  几何类命令 26
1.8.3  合并类命令 26
1.8.4  全局类命令 26
1.8.5  输出类命令 27
1.8.6  显示命令 27
1.9  使用TrueGrid软件的其他注意事项 28
参考文献 29
第2章  LS-DYNA和LS-PrePost软件简介 30
2.1  LS-DYNA基本功能 31
2.1.1  材料模型 32
2.1.2  状态方程 32
2.1.3  单元类型 32
2.1.4  接触类型 32
2.1.5  汽车行业的专门功能 33
2.1.6  初始条件、载荷和约束定义功能 33
2.1.7  自适应网格功能 34
2.1.8  刚体动力学功能 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  边界元方法 36
2.1.14  隐式算法 36
2.1.15  热分析 37
2.1.16  多功能控制选项 37
2.1.17  前后处理功能 38
2.1.18  支持的硬件平台 38
2.2  LS-DYNA发展 38
2.2.1  不可压缩流ICFD求解器 39
2.2.2  时-空守恒元解元CESE求解器 39
2.2.3  微粒（CPM）方法 39
2.2.4  离散元（DEM）方法 39
2.2.5  电磁（EM）模块 40
2.2.6  近场动力学（PD）算法 41
2.2.7  光滑粒子迦辽金（SPG）算法 41
2.2.8  扩展有限元（XFEM）方法 41
2.2.9  结构化任意拉格朗日欧拉（S-ALE）
方法 42
2.2.10  随机粒子（STOCHASTIC 
PARTICLES）求解器 42
2.2.11  化学反应（CHEMISTRY）求解器 43
2.2.12  *DEFINE_OPTION_FUNCTION
函数定义功能 44
2.2.13  等几何分析功能 44
2.3  LS-DYNA未来发展重点 44
2.4  LS-DYNA应用领域 45
2.5  LSTC产品相关资源网站 46
2.6  LS-DYNA专用前后处理软件LS-PrePost
功能简介 47
2.6.1  主要功能 47
2.6.2  主界面 48
2.6.3  鼠标与键盘主要操作 48
2.6.4  泰勒杆网格划分例子 49
2.6.5  离散元粒子填充例子 50
参考文献 51
第3章  LS-DYNA基础知识 52
3.1  计算单位制 52
3.1.1  力学单位 52
3.1.2  热学单位 53
3.1.3  电磁学单位 54
3.1.4  ICFD单位 54
3.2  关键字输入数据格式 55
3.2.1  关键字输入数据格式的特点 55
3.2.2  关键字用户手册卡片格式说明 57
3.2.3  关键字输入文件格式检查 58
3.3  基本关键字简介 59
3.4  常用命令行语法 64
3.5  求解感应控制开关 67
3.6  文件系统 69
3.7  重启动分析 70
3.8  单精度计算和双精度计算 72
3.9  隐式分析和显式分析 72
3.10  接触 73
3.10.1  接触处理算法分类 73
3.10.2  接触类型 74
3.11  三类常用算法 77
3.11.1  Lagrangian/Euler/ALE算法简介 77
3.11.2  Euler/ALE算法常用关键字 78
3.11.3  PART和AMMG的区别 79
3.12  关键字文件的编辑和分割 79
3.13  批处理运行 80
3.14  计算算法的选择 80
3.15  LS-DYNA常见警告和错误汇总 81
3.15.1  LS-DYNA读入初始化错误 81
3.15.2  LS-DYNA非致命的警告 81
3.15.3  LS-DYNA常见致命错误 82
3.15.4  LS-DYNA常用调试方法 82
3.16  关于计算结果的准确性和可信度的
讨论 82
参考文献 83
第4章  泰勒杆撞击刚性墙计算 84
4.1  拉格朗日单元算法二维轴对称计算模型 84
4.1.1  *SECTION_SHELL关键字 84
4.1.2  计算模型概况 86
4.1.3  TrueGrid建模 86
4.1.4  关键字文件讲解 86
4.1.5  数值计算结果 90
4.2  拉格朗日自适应单元算法二维轴对称
计算模型 93
4.2.1  计算模型概况 93
4.2.2  TrueGrid建模 93
4.2.3  关键字文件讲解 94
4.2.4  数值计算结果 95
4.3  拉格朗日单元算法三维1/4对称
计算模型 96
4.3.1  *SECTION_SOLID关键字 96
4.3.2  计算模型概况 98
4.3.3  TrueGrid建模 98
4.3.4  关键字文件讲解 98
4.3.5  数值计算结果 100
4.4  20节点六面体单元算法1/4对称
计算模型 102
4.4.1  计算模型概况 102
4.4.2  TrueGrid建模 102
4.4.3  关键字文件讲解 103
4.4.4  数值计算结果 105
4.5  EFG单元算法三维1/4对称计算模型 105
4.5.1  计算模型概况 106
4.5.2  TrueGrid建模 106
4.5.3  关键字文件讲解 106
4.5.4  数值计算结果 108
4.6  EFG单元算法二维轴对称计算模型 108
4.6.1  计算模型概况 108
4.6.2  TrueGrid建模 109
4.6.3  关键字文件讲解 109
4.6.4  数值计算结果 111
4.7  单物质ALE单元算法三维1/4对称
计算模型 111
4.7.1  *CONTROL_ALE关键字 112
4.7.2  计算模型概况 113
4.7.3  TrueGrid建模 113
4.7.4  关键字文件讲解 113
4.7.5  数值计算结果 115
4.8  多物质ALE单元算法三维1/4对称
计算模型 116
4.8.1  *ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP
关键字 116
4.8.2  *INITIAL_VOLUME_FRACTION_
GEOMETRY关键字 118
4.8.3  计算模型概况 125
4.8.4  TrueGrid建模 125
4.8.5  关键字文件讲解 126
4.8.6  数值计算结果 128
4.9  多物质ALE网格自适应运动三维1/4
对称计算模型 129
4.9.1  ALE网格运动 129
4.9.2  计算模型概况 132
4.9.3  TrueGrid建模 132
4.9.4  关键字文件讲解 133
4.9.5  数值计算结果 136
4.10  单物质空材料ALE单元算法三维1/4
对称计算模型 136
4.10.1  计算模型概况 136
4.10.2  TrueGrid建模 136
4.10.3  关键字文件讲解 136
4.10.4  数值计算结果 139
4.11  多物质ALE单元算法二维轴对称
计算模型 139
4.11.1  *SECTION_ALE2D关键字 139
4.11.2  计算模型概况 140
4.11.3  TrueGrid建模 140
4.11.4  关键字文件讲解 140
4.11.5  数值计算结果 142
4.12  SPH单元算法三维全尺寸计算模型 143
4.12.1  *CONTROL_SPH关键字 143
4.12.2  *SECTION_SPH关键字 144
4.12.3  计算模型概况 145
4.12.4  TrueGrid建模 145
4.12.5  关键字文件讲解 146
4.12.6  数值计算结果 148
4.13  SPH单元算法二维轴对称计算模型 149
4.13.1  计算模型概况 149
4.13.2  TrueGrid建模 149
4.13.3  关键字文件讲解 150
4.13.4  数值计算结果 151
4.14  单元失效转化为SPH粒子二维轴
对称计算模型 152
4.14.1  计算模型概况 152
4.14.2  TrueGrid建模 152
4.14.3  关键字文件讲解 152
4.14.4  数值计算结果 154
4.15  单元失效转化为SPH粒子三维1/4对称
计算模型 154
4.15.1  计算模型概况 155
4.15.2  TrueGrid建模 155
4.15.3  关键字文件讲解 155
4.15.4  数值计算结果 157
4.16  泰勒杆和刚体PART接触算法三维1/4
对称计算模型 157
4.16.1  *CONTACT_...关键字 157
4.16.2  计算模型概况 164
4.16.3  TrueGrid建模 165
4.16.4  关键字文件讲解 165
4.16.5  数值计算结果 167
4.17  泰勒杆和刚体PART接触算法二维轴
对称计算模型 168
4.17.1  *CONTACT_2D_...关键字 168
4.17.2  计算模型概况 170
4.17.3  TrueGrid建模 170
4.17.4  关键字文件讲解 170
4.17.5  数值计算结果 172
4.18  SPG单元算法三维1/4对称计算模型 173
4.18.1  SPG算法基础 173
4.18.2  计算模型概况 177
4.18.3  TrueGrid建模 177
4.18.4  关键字文件讲解 177
4.18.5  数值计算结果 179
4.19  多物质ALE流固耦合算法三维1/4
对称计算模型 179
4.19.1  ALE流固耦合算法 179
4.19.2  *SET_MULTI关键字 185
4.19.3  计算模型概况 186
4.19.4  TrueGrid建模 186
4.19.5  关键字文件讲解 186
4.19.6  数值计算结果 190
4.20  多物质ALE单元流固耦合算法二维轴
对称计算模型 190
4.20.1  计算模型概况 190
4.20.2  TrueGrid建模 190
4.20.3  关键字文件讲解 191
4.20.4  数值计算结果 193
4.21  塑性功转换为热三维1/4对称
计算模型 194
4.21.1  计算模型概况 194
4.21.2  TrueGrid建模 194
4.21.3  关键字文件讲解 194
4.21.4  数值计算结果 197
4.22  显式-隐式转换连续求解三维1/4对称
计算模型 198
4.22.1  *CONTROL_IMPLICIT_GENERAL
关键字 198
4.22.2  计算模型概况 199
4.22.3  TrueGrid建模 199
4.22.4  关键字文件讲解 199
4.22.5  数值计算结果 201
4.23  特征值分析三维全尺寸计算模型 201
4.23.1  计算模型概况 201
4.23.2  TrueGrid建模 202
4.23.3  关键字文件讲解 202
4.23.4  数值计算结果 203
4.24  完全重启动分析三维1/4对称
计算模型 205
4.24.1  完全重启动分析计算模型概况 206
4.24.2  完全重启动分析TrueGrid建模 207
4.24.3  完全重启动分析关键字文件讲解 207
4.24.4  完全重启动分析数值计算结果 209
参考文献 209
第5章  侵彻计算 210
5.1  破片撞击陶瓷二维轴对称计算 210
5.1.1  计算模型概况 210
5.1.2  TrueGrid建模 211
5.1.3  关键字文件讲解 211
5.1.4  数值计算结果 213
5.2  弹体侵彻随机分层岩石计算 215
5.2.1  计算模型概况 215
5.2.2  TrueGrid建模 216
5.2.3  关键字文件讲解 217
5.2.4  数值计算结果 220
5.3  小球触网计算 222
5.3.1  计算模型概况 222
5.3.2  TrueGrid建模 223
5.3.3  关键字文件讲解 224
5.3.4  数值计算结果 226
参考文献 226
第6章  爆炸计算 227
6.1  空中爆炸一维计算 228
6.1.1  空气冲击波工程计算模型 228
6.1.2  *SECTION_ALE1D关键字 230
6.1.3  计算模型概况 231
6.1.4  TrueGrid建模 231
6.1.5  关键字文件讲解 231
6.1.6  计算结果 235
6.2  水中爆炸一维到三维映射计算 237
6.2.1  计算模型概况 237
6.2.2  TrueGrid建模 238
6.2.3  ALE边界条件和载荷 239
6.2.4  关键字文件讲解 239
6.2.5  运行批处理文件 244
6.2.6  数值计算结果 244
6.3  岩石深孔爆破二维计算 245
6.3.1  计算模型概况 245
6.3.2  TrueGrid建模 246
6.3.3  关键字文件讲解 246
6.3.4  数值计算结果