數值模擬技術是解決沖擊、爆炸等非線性問題的有力工具。本書主要介紹了ANSYS/Workbench平臺中的顯式動力學模塊及其在工程中的具體應用。全書共9章，系統介紹了Workbench平臺的計算流程和顯式動力學算法、幾何建模、材料定義、網格劃分、接觸設置、計算條件設置、后處理等，并且通過實例詳細介紹了常見的高速沖擊碰撞、爆炸、跌落、優化設計等仿真過程。書中包含從建模到計算結果分析的全部操作過程，以便讀者能夠結合應用實例，快速掌握Workbench平臺的數值建模和求解流程，加深對顯式動力學數值仿真的理解。
本書適合理工科院校本科高年級學生和研究生作為顯式動力學、有限元等課程的學習參考資料，也可為從事相關專業的工程技術人員和研究人員提供參考。
第1章ANSYS/Workbench軟件基礎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中顯式動力學模塊 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 012
第2章顯式動力學軟件介紹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動力學網格算法介紹 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建模實例 021
2.2.3SpaceClaim建模平臺 024
2.2.4SpaceClaim建模及幾何清理實例 026
2.2.5外部幾何模型導入 029
2.3材料定義與加載 030
2.3.1Engineering Data模塊簡介 030
2.3.2顯式動力學材料基礎 035
2.3.3顯式動力學材料模型 037
2.4顯式動力學網格劃分 047
2.4.1Mesh模塊網格劃分 048
2.4.2幾何分割后進行網格劃分 054
2.4.3SpaceClaim網格劃分 056
2.4.4ICEM網格劃分 058
2.4.5外部網格劃分軟件導入 059
本章小結 061
第3章Explicit Dynamics模塊設置062
3.1顯式動力學中接觸設置 062
3.1.1Contacts接觸設置 063
3.1.2Joints接觸設置 063
3.1.3Body Interactions接觸設置 064
3.2顯式動力學計算條件設置 068
3.2.1Initial Conditions初始條件設置 068
3.2.2Loads和Supports邊界條件設置 068
3.2.3Analysis Settings分析設置 069
3.3計算設置 081
3.3.1并行計算設置 081
3.3.2計算信息查看 082
3.4后處理設置 083
3.4.1計算結果文件查看 083
3.4.2結果變量查看 084
3.4.3自定義結果 085
本章小結 088
第4章高速沖擊碰撞問題089
4.1高速沖擊碰撞問題理論及數值方法 089
4.1.1高速沖擊碰撞問題中的應力波理論 089
4.1.2高速沖擊碰撞過程中數值方法 091
4.2破片侵徹金屬靶板 098
4.2.1計算模型及理論分析 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（外部模型導入修改） 122
4.4子彈侵徹油箱 124
4.4.1計算模型及理論分析 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 131
第5章爆炸問題132
5.1爆炸模型理論分析 132
5.2爆炸數值計算 134
5.2.1炸藥狀態方程 134
5.2.2人工黏性 138
5.2.3爆炸計算材料 138
5.2.4爆炸計算幾何模型構建 138
5.2.5爆炸計算算法 139
5.3典型空氣中爆炸 141
5.3.1模型分析 142
5.3.2爆炸計算模型（2D歐拉方法） 142
5.3.3爆炸計算模型（3D歐拉方法） 147
5.4爆炸對結構作用 149
5.4.1爆炸沖擊波對混凝土結構作用 149
5.4.2爆炸驅動以及對靶板作用 155
本章小結 160
第6章Autodyn顯式動力學計算161
6.1Autodyn簡介 161
6.1.1Autodyn界面 161
6.1.2常見Autodyn計算終止問題 164
6.2泰勒桿碰撞 164
6.2.1計算模型描述 164
6.2.2Autodyn計算模型構建 165
6.2.3計算結果及后處理 169
6.3水下爆炸及其作用 171
6.3.1計算模型描述 171
6.3.21D計算模型構建 172
6.3.33D計算模型構建 175
本章小結 176
第7章LS-DYNA顯式動力學計算177
7.1Workbench LS-DYNA簡介 177
7.2子彈侵徹靶板計算 181
7.2.1計算模型描述 181
7.2.2Workbench LS-DYNA模型構建 182
7.2.3計算結果及后處理 184
7.3LS-DYNA中的流固耦合問題 184
7.3.1流固耦合模型設置 184
7.3.2Workbench平臺中的S-ALE 187
7.3.3爆炸沖擊波對結構作用 189
7.4爆炸沖擊波對蜂窩結構作用（Conwep模型） 196
7.4.1計算模型描述 196
7.4.2Workbench LS-DYNA模型構建 197
7.4.3計算結果及后處理 200
本章小結 201
第8章Explicit Dynamics與Autodyn聯合仿真202
8.1仿真流程簡介 202
8.2子彈侵徹復合材料靶板 203
8.2.1計算模型描述及分析 203
8.2.2Workbench模型構建 204
8.2.3Autodyn計算及后處理 206
8.3戰斗部爆炸碎片（SPH模型） 208
8.3.1計算模型及理論分析 208
8.3.2Workbench模型構建 210
8.3.3Autodyn計算及后處理 211
8.4金屬射流沖擊引爆帶殼裝藥 213
8.4.1計算模型及理論分析 213
8.4.2Workbench中的前處理 215
8.4.3Autodyn計算及后處理 217
本章小結 219
第9章Explicit Dynamics與其他模塊的聯合應用220
9.1靜力學及隱式動力學模塊 220
9.1.1預應力條件下侵徹作用 220
9.1.2瞬態動力學及顯式動力學分析 222
9.2顯式動力學優化設計 226
9.2.1優化設計模塊簡介 226
9.2.2彈丸侵徹的優化分析 227
9.3Workbench顯式動力學插件 232
9.3.1Drop Test跌落模塊 232
9.3.2EnSight軟件后處理 235
9.3.3Keyword Manager關鍵字管理 236
本章小結 237
參考文獻238
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