0 简介

有限元剖析（FEA）广泛运用于处理工程问题，已成为工程师必不可少的规划东西。LS-DYNA 是 Livermore Software Technology Corporation (LSTC) 开发的最好的显式有限元剖析软件之一，被工程师用来猜测高度非线性的工程问题。2019年，全球闻名的工程仿真软件巨头 ANSYS 公司收买了 LSTC，然后使得 LS-DYNA 成为 ANSYS 产品宗族的一员。本书共 17 章，包括车间工程问题，可作为自学攻略，帮忙土木、机械、航空航天和生物医学工程专业的学生和工程师处理依据有限元的实践问题。本书经过供给运用 LS-Prepost 创立有限元模型的过程来辅导读者。本书选用 “着手、实践、研讨 ”的经历，重点是供给运用LS-DYNA进行有限元剖析的实践施行常识，而不是着重数学理论。书中的资料是作者为训练研讨生和工程师而编写的。从开端LS-DYNA建模到构建零件和装配体、创立网格、生成剖析关键词和检查成果，读者都将得到辅导。依据读者的需求，能够按次序阅览本书的各个章节。书中的几个实例、研讨生课程和工业运用课程能够结合相应的章节进行考虑。第一章介绍了 LS-DYNA FE 剖析软件。从第2章到第4章，本书经过几个实例介绍了LS-Prepost创立模型和处理剖析问题的一般作业环境。B部分介绍了各个范畴的模型，经过LS-DYNA强剖析范畴的实例课程，用户能够获得各个范畴的剖析经历。C 部分介绍了七个研讨会模型，包括选用无网格办法的工业-FE 模型、ALE 办法、爆破剖析、高速冲击剖析等。此外，本书还在附录中总结了有限元剖析的实用技巧和窍门。本书的根本办法是，创立的有限元模型越多，读者就能更好地学习有限元剖析和程序。本书旨在帮忙读者为运用LS-DYNA处理有限元问题奠定坚实的根底。最终，感谢审稿人提出的宝贵意见和主张。当然，咱们对书中任何过错承当悉数职责。咱们也欢迎读者提出任何主张，帮忙咱们鄙人一版中改善本书。咱们欢迎往后一切愿意在依据有限元剖析的工程项目上一起作业的人。

1 什么是LS-DYNA

本章包括针对LS-DYNA新手的根本介绍和经过简略例题操练学习运用概念的内容。

LS-DYNA 是依据有限元剖析技能的通用非线性剖析程序。最近，它被广泛运用于各种需求进行多物理场有限元剖析的工程范畴。尽管用户不多，但在轿车行业的磕碰/冲击剖析中得到了广泛运用。众所周知，LS-DYNA 是一款功用强壮的动态行为剖析程序，任何运用 ABAQUS、ANSYS 和 NASTRAN 处理的一般力学剖析问题也能够在 LS-DYNA 的帮忙下进行剖析。因而，通用 LS-DYNA FE 软件包不只广泛运用于轿车公司，还广泛运用于世界各地的航空、修建、国防、制作和医疗范畴。

• LS-DYNA 公司的 CI，LSTC（利弗莫尔软件技能公司）

LS-DYNA 供给多种功用，但其功用十分强壮，特别是在依据显式剖析算法求解杂乱非线性剖析方面，在轿车磕碰、爆破和加工范畴供给了超卓的剖析成果。一般来说，研讨生院的有限元剖析课程不简单触摸到 LS-DYNA，因为他们会被组织学习 ABAQUS 或 ANSYS 等程序。不过，在轿车、航空和造船等范畴，也有少量院系只能运用 LS-DYNA 进行实践规划/剖析。工程研讨生院有许多实验室运用 LS-DYNA 进行各种研讨项目。可是，运用者并不多，因而自学并不简单。

• 轿车磕碰剖析事例（道奇 Neon 与丰田-RAV4）

回忆LS-DYNA的前史，它简直与有限元十分活泼的时期一脉相承。1976 年，在加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）作业的 John O. Hallquist 博士开端开发第一个名为 DYNA3D 的三维有限元剖析程序。解说代码是为美国政府办理的劳伦斯利弗莫尔国家实验室的爆破物研讨而开发的。开发该程序的意图是剖析各种炸弹的爆破状况，用于兵器开发。其时，计算机的初始才能缺乏，也没有三维剖析程序的商业版别。前期的 DYNA3D 程序被用于各种剖析，特别是在运用显式时刻积分（外推法）进行物理测验之前，对任何兵器的开发进行剖析。

20 世纪 80 时代，跟着计算机才能的快速开展，DYNA3D 有了长足的前进。跟着 DYNA3D 程序面向群众投入商业运用，许多用户要求添加许多功用。为了对各种物理问题进行耦合剖析，DYNA3D 添加了各种元素、触摸和资料模型，并改善了许多剖析算法。与结构相关的相互作用剖析（如爆破结构或土壤结构）已成为或许，高速冲击剖析也得到了明显改善。1988 年，该程序开展成为一家名为 LSTC 的商业公司。尔后，该程序更名为 LS-DYNA，并添加了许多功用，用户数量逐步扩展到世界各地。最近，为了便利用户，程序的运用规模逐步扩展，并添加了优异的剖析功用，供包括其他剖析程序在内的一般用户运用。LSTC 现在坐落加利福尼亚州，每年举办用户会议，在各个研讨范畴得到广泛运用，并宣布了多篇研讨论文。

• 驾驶员/行人磕碰剖析

参考资料

• 软件测验精品书本文档下载继续更新 https://github.com/china-testing/python-testing-examples 请点赞，谢谢！
• 本文触及的python测验开发库 谢谢点赞！ https://github.com/china-testing/python_cn_resouce
• python精品书本下载 https://github.com/china-testing/python_cn_resouce/blob/main/python_good_books.md
• Linux精品书本下载 https://www.cnblogs.com/testing-/p/17438558.html

1.1 LS-DYNA的运用

LS-DYNA 适用于触及大变形的动态行为力学剖析，因为程序、杂乱非线性资料和杂乱触摸算法的特色，其求解相对简单。不只能够挑选显式剖析，还能够挑选隐式剖析，并可依据条件进行挑选。它还包括用于处理多物理场剖析的滑润粒子流体力学（SPH Smooth Particle Hydrodynamics）、恣意拉格朗日-欧勒（ALE Arbitrary Lagrangian-Eulerian）和鸿沟元素法（BEM Boundary Element Method）等功用。但是，与其他大型剖析程序比较，依据关键字的建模在用户便利性方面略逊一筹。此外，在初次处理任何剖析问题时，了解和运用关键字版别的学习曲线也较低。为了战胜这一缺陷，LS-DYNA 用户能够在线免费下载名为 LS-Prepost（GUI）的前处理/后处理程序。LS-DYNA 的优势之一是它能够用单一代码处理十分高的非线性多物理场问题，并可运用于各个范畴。它以 “单一代码战略 ”为方针，供给与各种物理交错的高度非线性多物理场（多物理场 + 多阶段）相关的处理方案。其他程序一般经过绑定和耦合不同来历的代码来剖析多重物理。DYNA 可运用单一代码求解，在建模过程中适当高效。例如，温度-位移或流体-结构相互作用剖析便是包括多物理场剖析的典型比如。此外，轿车行业中的磕碰、安全气囊、安全带和传感器剖析也能够运用 LS-DYNA 进行求解。LS-DYNA 的一个代表性事例是运用火星探路者的安全气囊进行着陆模仿，这是美国国家航空航天局在 90 时代末的火星勘探项目之一。最近，航天飞机的Orion乘员舱也成功用于气囊着陆剖析。

• 安全气囊帮忙 NASA JPL 火星探路者着陆

它还广泛运用于大多数金属加工和成型工艺剖析范畴，如金属成型、冲压、轧制、揉捏和机加工等。此外，它还用于生物力学范畴，如生物结构剖析、植入物剖析、地震剖析，如修建物地震剖析和修建物安全剖析。美国国家运送与安全委员会（NTSB）和联邦航空办理局（FAA）也将 LS-DYNA 用作各种认证测验和试飞程序的规范剖析程序。下图显现了LS-DYNA剖析中运用的代表性剖析区域示例。

• 第二代猎户座乘员舱气囊着陆体系的建模与仿真》，AIAA，2009 年。