ANSYS/Workbench顯式動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真
數(shù)值模擬技術(shù)是解決沖擊、爆炸等非線性問題的有力工具。本書主要介紹了ANSYS/Workbench平臺中的顯式動(dòng)力學(xué)模塊及其在工程中的具體應(yīng)用。全書共9章，系統(tǒng)介紹了Workbench平臺的計(jì)算流程和顯式動(dòng)力學(xué)算法、幾何建模、材料定義、網(wǎng)格劃分、接觸設(shè)置、計(jì)算條件設(shè)置、后處理等，并且通過實(shí)例詳細(xì)介紹了常見的高速?zèng)_擊碰撞、爆炸、跌落、優(yōu)化設(shè)計(jì)等仿真過程。書中包含從建模到計(jì)算結(jié)果分析的全部操作過程，以便讀者能夠結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，快速掌握Workbench平臺的數(shù)值建模和求解流程，加深對顯式動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真的理解。
本書適合理工科院校本科高年級學(xué)生和研究生作為顯式動(dòng)力學(xué)、有限元等課程的學(xué)習(xí)參考資料，也可為從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員和研究人員提供參考。
第1章ANSYS/Workbench軟件基礎(chǔ)001
1.1ANSYS/Workbench簡介 001
1.2Workbench平臺界面 002
1.2.1Mainmenu bar主菜單欄 003
1.2.2Basic bar基本工具欄 003
1.2.3Toolbox工具箱 003
1.2.4Project Schematic項(xiàng)目簡圖 004
1.2.5Message及Progress信息 004
1.3ANSYS Workbench的文件管理 005
1.4Workbench中顯式動(dòng)力學(xué)模塊 006
1.4.1Explicit Dynamics模塊 007
1.4.2Autodyn模塊 008
1.4.3LS-DYNA模塊 009
1.4.4三種模塊比較 010
本章小結(jié) 012
第2章顯式動(dòng)力學(xué)軟件介紹013
2.1隱式與顯式算法 014
2.1.1隱式算法 014
2.1.2顯式算法 015
2.1.3動(dòng)力學(xué)網(wǎng)格算法介紹 016
2.1.4隱式與顯式分析比較 017
2.2幾何建模 019
2.2.1DesignModeler建模平臺 019
2.2.2DesignModeler建模實(shí)例 021
2.2.3SpaceClaim建模平臺 024
2.2.4SpaceClaim建模及幾何清理實(shí)例 026
2.2.5外部幾何模型導(dǎo)入 029
2.3材料定義與加載 030
2.3.1Engineering Data模塊簡介 030
2.3.2顯式動(dòng)力學(xué)材料基礎(chǔ) 035
2.3.3顯式動(dòng)力學(xué)材料模型 037
2.4顯式動(dòng)力學(xué)網(wǎng)格劃分 047
2.4.1Mesh模塊網(wǎng)格劃分 048
2.4.2幾何分割后進(jìn)行網(wǎng)格劃分 054
2.4.3SpaceClaim網(wǎng)格劃分 056
2.4.4ICEM網(wǎng)格劃分 058
2.4.5外部網(wǎng)格劃分軟件導(dǎo)入 059
本章小結(jié) 061
第3章Explicit Dynamics模塊設(shè)置062
3.1顯式動(dòng)力學(xué)中接觸設(shè)置 062
3.1.1Contacts接觸設(shè)置 063
3.1.2Joints接觸設(shè)置 063
3.1.3Body Interactions接觸設(shè)置 064
3.2顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算條件設(shè)置 068
3.2.1Initial Conditions初始條件設(shè)置 068
3.2.2Loads和Supports邊界條件設(shè)置 068
3.2.3Analysis Settings分析設(shè)置 069
3.3計(jì)算設(shè)置 081
3.3.1并行計(jì)算設(shè)置 081
3.3.2計(jì)算信息查看 082
3.4后處理設(shè)置 083
3.4.1計(jì)算結(jié)果文件查看 083
3.4.2結(jié)果變量查看 084
3.4.3自定義結(jié)果 085
本章小結(jié) 088
第4章高速?zèng)_擊碰撞問題089
4.1高速?zèng)_擊碰撞問題理論及數(shù)值方法 089
4.1.1高速?zèng)_擊碰撞問題中的應(yīng)力波理論 089
4.1.2高速?zèng)_擊碰撞過程中數(shù)值方法 091
4.2破片侵徹金屬靶板 098
4.2.1計(jì)算模型及理論分析 098
4.2.2破片侵徹靶板（2D拉格朗日） 100
4.2.3破片侵徹靶板（2D歐拉） 107
4.2.4破片侵徹靶板（3D拉格朗日） 109
4.2.5破片侵徹靶板（3D對稱模型） 111
4.2.6破片侵徹靶板（3D-SPH） 114
4.3子彈侵徹鋼筋混凝土靶板 116
4.3.1計(jì)算模型及理論分析 116
4.3.2子彈侵徹鋼筋混凝土（Lagrangian-beam） 117
4.3.3子彈侵徹鋼筋混凝土（SPH-Lagrangian-beam） 121
4.3.4子彈侵徹鋼筋混凝土（外部模型導(dǎo)入修改） 122
4.4子彈侵徹油箱 124
4.4.1計(jì)算模型及理論分析 124
4.4.2子彈侵徹油箱（2D流固耦合） 125
4.4.3子彈侵徹油箱（3D流固耦合） 128
本章小結(jié) 131
第5章爆炸問題132
5.1爆炸模型理論分析 132
5.2爆炸數(shù)值計(jì)算 134
5.2.1炸藥狀態(tài)方程 134
5.2.2人工黏性 138
5.2.3爆炸計(jì)算材料 138
5.2.4爆炸計(jì)算幾何模型構(gòu)建 138
5.2.5爆炸計(jì)算算法 139
5.3典型空氣中爆炸 141
5.3.1模型分析 142
5.3.2爆炸計(jì)算模型（2D歐拉方法） 142
5.3.3爆炸計(jì)算模型（3D歐拉方法） 147
5.4爆炸對結(jié)構(gòu)作用 149
5.4.1爆炸沖擊波對混凝土結(jié)構(gòu)作用 149
5.4.2爆炸驅(qū)動(dòng)以及對靶板作用 155
本章小結(jié) 160
第6章Autodyn顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算161
6.1Autodyn簡介 161
6.1.1Autodyn界面 161
6.1.2常見Autodyn計(jì)算終止問題 164
6.2泰勒桿碰撞 164
6.2.1計(jì)算模型描述 164
6.2.2Autodyn計(jì)算模型構(gòu)建 165
6.2.3計(jì)算結(jié)果及后處理 169
6.3水下爆炸及其作用 171
6.3.1計(jì)算模型描述 171
6.3.21D計(jì)算模型構(gòu)建 172
6.3.33D計(jì)算模型構(gòu)建 175
本章小結(jié) 176
第7章LS-DYNA顯式動(dòng)力學(xué)計(jì)算177
7.1Workbench LS-DYNA簡介 177
7.2子彈侵徹靶板計(jì)算 181
7.2.1計(jì)算模型描述 181
7.2.2Workbench LS-DYNA模型構(gòu)建 182
7.2.3計(jì)算結(jié)果及后處理 184
7.3LS-DYNA中的流固耦合問題 184
7.3.1流固耦合模型設(shè)置 184
7.3.2Workbench平臺中的S-ALE 187
7.3.3爆炸沖擊波對結(jié)構(gòu)作用 189
7.4爆炸沖擊波對蜂窩結(jié)構(gòu)作用（Conwep模型） 196
7.4.1計(jì)算模型描述 196
7.4.2Workbench LS-DYNA模型構(gòu)建 197
7.4.3計(jì)算結(jié)果及后處理 200
本章小結(jié) 201
第8章Explicit Dynamics與Autodyn聯(lián)合仿真202
8.1仿真流程簡介 202
8.2子彈侵徹復(fù)合材料靶板 203
8.2.1計(jì)算模型描述及分析 203
8.2.2Workbench模型構(gòu)建 204
8.2.3Autodyn計(jì)算及后處理 206
8.3戰(zhàn)斗部爆炸碎片（SPH模型） 208
8.3.1計(jì)算模型及理論分析 208
8.3.2Workbench模型構(gòu)建 210
8.3.3Autodyn計(jì)算及后處理 211
8.4金屬射流沖擊引爆帶殼裝藥 213
8.4.1計(jì)算模型及理論分析 213
8.4.2Workbench中的前處理 215
8.4.3Autodyn計(jì)算及后處理 217
本章小結(jié) 219
第9章Explicit Dynamics與其他模塊的聯(lián)合應(yīng)用220
9.1靜力學(xué)及隱式動(dòng)力學(xué)模塊 220
9.1.1預(yù)應(yīng)力條件下侵徹作用 220
9.1.2瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)及顯式動(dòng)力學(xué)分析 222
9.2顯式動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì) 226
9.2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊簡介 226
9.2.2彈丸侵徹的優(yōu)化分析 227
9.3Workbench顯式動(dòng)力學(xué)插件 232
9.3.1Drop Test跌落模塊 232
9.3.2EnSight軟件后處理 235
9.3.3Keyword Manager關(guān)鍵字管理 236
本章小結(jié) 237
參考文獻(xiàn)238
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