AUTODYN基础教程课件

ANSYSAUTODYN

基础教程一2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN课程安排第一天：

ANSYS产品介绍

AUTODYN简介

AUTODYN界面一般问题分析过程第二天：

Lagrange求解器 模型生成

Lagrange之间的作用第三天：

Euler求解器起爆设置流固耦合第四天：特色技术材料模型第五天：

ALE求解器

SPH求解器

SPH与Lagrange作用(注)上课安排：

上午主要用来讲课，配以课堂练习；下午继续未讲完的内容，然后做当

日练习，并就当日的内容进行答疑。上课时间：上午09：30—12：00

下午13：30—17：002024/3/8AUTODYN基础教程基础培训一1、ANSYS产品介绍2、AUTODYN简介3、AUTODYN界面4、一般问题的分析步骤2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍ANSYS是被世界各地各领域的工程师所广泛使用的有限元软件包:结构热流体,包括CFD(计算流体动力学)电场/静电电磁ANSYS应用的部分工业领域列表：ANSYS软件的主要功能航空航天核工业石油化工铁道机械制造能源汽车交通国防军工电子及器具土木工程生物医学水利2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍结构分析ANSYS软件的主要功能结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反力。静力分析用于静力载荷条件可以模拟诸如大变形、大应变、接触、塑性、超弹、蠕变等非线性行为2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍结构分析ANSYS软件的主要功能动力学分析包括质量和阻尼效应模态分析计算固有频率及振型谐响应分析确定结构对已知幅值和频率的正弦载荷的响应瞬态动力学分析确定结构对随时间变化载荷的响应，可以包括非线性行为其他结构功能谱分析随机振动特征值屈曲子结构,子模型疲劳、断裂力学、复合材料2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍结构分析ANSYS软件的主要功能显示动力学ANSYS/LS-DYNA侧重惯性力占主导的大变形模拟用于模拟冲击、碰撞、跌落、爆炸、快速成型等高度非线性问题2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍热分析ANSYS软件的主要功能热分析用于确定物体的温度分布。其他感兴趣的包括热损失或获得的量，热梯度、热通量等也可以获得。所有三种主要的传热方式都可以模拟：传导、对流及辐射稳态时间相关效应可以忽略瞬态确定温度等时间相关的量可以模拟相变(熔化或凝固)2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍电磁分析ANSYS软件的主要功能电磁分析用于计算电磁装置的电磁场静态及低频电磁场模拟直流电源操作装置，低频AC或低频瞬态信号例如:螺线管制动器、电机、变压器感兴趣的量如磁通量密度、场强磁力及磁矩、阻抗、电感、涡流、功率损失及通量泄漏等。2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍电磁分析ANSYS软件的主要功能高频电磁场模拟装置的电磁波传播例如:微波及RFpassive部件,波导,同轴连结器感兴趣的量包括S-参数，Q-因子,返回损失，电介质和传导损失，及电场和磁场同轴电缆中的电场(EFSUM)

2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍流体分析ANSYS软件的主要功能计算流体动力学(CFX)确定流体的流动及温度分布ANSYS/CFX应用:航空航天,电子封装，汽车设计典型量包括速度、压力、温度及对流换热系数足球上的压力分布导管中的流速飞机气动分析2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍耦合场分析ANSYS软件的主要功能耦合场分析考虑两种或多于两种场之间的相互作用。每一种场都依赖于另一种场使得不可能对每个场单独求解，因此需要一个能够将物理问题综合在一起考虑计算的程序。例如:热应力分析压电分析(电及结构)声学(流体及结构)热－电分析导热(磁和热)静电－结构分析双金属杆由于加热产生变形2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍世界顶级前后处理器ICEMCFD几何处理/修补/简化表面网格四面体/高级六面体网格网格编辑与修改输出所有CAE/CFD格式六面体网格抽中面结构网格网格加密和粗化2024/3/8AUTODYN基础教程ANSYS产品介绍全自动六面体网格Boeing747byFAA2024/3/8AUTODYN基础教程多学科优化多学科流程集成；多目标优化；六西格玛设计。重量轻成本低RCS小升力大阻力小内力小应力小CAD模型重量估算成本估算全局变量网格模型隐身计算气动计算强度计算重量成本RCS升力阻力应力内力新方案压力ANSYSDesignXplorer概念设计多学科优化6Sigma设计自动循环多目标优化2024/3/8AUTODYN基础教程Workbench技术构架仿真技术集成仿真流程集成多学科优化AppletGeneratorCAD数据管理

产品数据Workbench用户环境AnsoftSimlabEASY5MatLabMathcadExcel......NastranAbaqusLs-DynaDADSADAMSStarCDFluentMultiphysicsMechanicalCFX/CART3DAUTODYNEMAG/FEKOFe-safe/CivilFEMASAS/AQWA……WBDBMCADEDA控制系统CAD系统Pro/EUnigraphicsCatiaInventorMentorCadenceANSYSAPI智力资源库虚拟样机库数据库管理PDM/PLM用户算法重量估算成本估算规范演算……第三方程序用户程序仿真数据2024/3/8AUTODYN基础教程基础培训一1、ANSYS产品介绍2、AUTODYN简介3、AUTODYN界面4、一般问题的分析步骤2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN发展概述AUTODYN由美国CenturyDynamics公司于1985年开发成功，该软件从开发至今一直致力于军工行业的研发。2005年1月该公司加盟ANSYS公司，现正融入ANSYS协同仿真平台；1995开发出高精度Euler-FCT、Euler-Godunov求解器，专门用来模拟爆炸冲击波的传递；2000引入由欧洲航空局开发的SPH求解器，专门用来模拟超高速条件下的接触碰撞分析；在国际军工行业占据80％以上市场。2024/3/8AUTODYN基础教程国防*内、外弹道学*成形装药设计*冲击波形成与传播*动能和化学能战斗部*装甲、反装甲及冲击引爆*空气、水（中）以及地下爆炸*结构加载、相互作用以及响应AUTODYN行业应用石油*液体晃动*完井射孔*事故模拟*冲击面板设计*爆炸切割航空航天*鸟撞*导弹拦截*宇宙垃圾碰撞*冲击，爆炸以及冲击波加载制造业*材料成形*刀具设计运输*防撞性及乘员动力学*轮船碰撞*车或隧道内的爆炸冲击*安全性能源*免试运行*管道振动、移动*喷气机、导弹冲击*流固耦合2024/3/8AUTODYN基础教程blasteffectonbuildingfragmentationwarheadhypervelocityimpactshapedchargeintowaterKEPpenetrationintoconcretehydraulicRAMbulletimpactreinforcedconcreteimpactlauncherstageseparationBlast-StructureInteractionAUTODYN应用实例ExplosivelyFormedProjectile2024/3/8AUTODYN基础教程破片聚能装药穿甲与半穿甲反应装甲战斗部设计及侵彻效应2024/3/8AUTODYN基础教程随机破片战斗部破片战斗部及对目标毁伤(计算模型)87kgTNT；距离混凝土5m；战斗部直径330mm；高度910mm。2024/3/8AUTODYN基础教程随机破片战斗部爆轰波、破片形成2024/3/8AUTODYN基础教程随机破片战斗部破片数量每块破片的体积重量质心位置速度矢量等破片信息统计战斗部的威力和效果可以清楚的知道。2024/3/8AUTODYN基础教程随机破片战斗部爆炸冲击波和破片对目标的毁伤2024/3/8AUTODYN基础教程全预制破片战斗部2024/3/8AUTODYN基础教程聚能装药ExplosivelyFormedProjectile爆炸成形侵彻体(EFP)2024/3/8AUTODYN基础教程聚能装药MEFP战斗部2024/3/8AUTODYN基础教程聚能装药射流战斗部(JET)2024/3/8AUTODYN基础教程聚能装药射流战斗部对目标的毁伤2024/3/8AUTODYN基础教程半穿甲战斗部侵彻、爆轰效应2024/3/8AUTODYN基础教程穿甲战斗部钻地弹侵彻钢筋混凝土模型2024/3/8AUTODYN基础教程穿甲战斗部钻地弹侵彻钢筋混凝土2024/3/8AUTODYN基础教程穿甲战斗部仿真结果与试验对比（模拟混凝土）2024/3/8AUTODYN基础教程反应装甲爆炸式反应装甲对冲击的响应2024/3/8AUTODYN基础教程爆轰及冲击波分析冲击波传播及结构响应内弹道火箭点火、级间分离2024/3/8AUTODYN基础教程冲击波对钢筋混凝土靶的作用BeamReinforcementLagrangeConcrete2024/3/8AUTODYN基础教程冲击波对钢筋混凝土靶的作用Euler-FCT、Lagrange、BeamCoupling2024/3/8AUTODYN基础教程冲击波对建筑物破坏1、窗户和屋顶被冲击波破坏；2、门被完全破坏；3、整个砖墙被冲击波打坏，在重力作用下坍塌Euler-FCT、Lagrange、ShellCoupling2024/3/8AUTODYN基础教程地雷爆炸对装甲车的冲击作用装甲车受到地雷攻击的响应分析2024/3/8AUTODYN基础教程内弹道分析炮膛内弹体所受到的气动载荷

2024/3/8AUTODYN基础教程火箭级间点火分离要求：既要满足分离功能，又要减小对火箭主体结构及内部设备或控制仪器的冲击2024/3/8AUTODYN基础教程防护墙耐撞性分析F-4战斗机撞击钢筋混凝土墙（厚3.66m）

2024/3/8AUTODYN基础教程防护墙耐撞性分析对1m厚度防护墙的冲击(墙体完全洞穿)对3m厚度防护墙的冲击(没有穿过墙体)2024/3/8AUTODYN基础教程管式汽车炸弹2024/3/8AUTODYN基础教程材料的碰撞响应典型的固体金属碰撞结果应变率碰撞速度(m/s)结果<10-5蠕变10-5-10-1弹性10-1-101<50主弹性101-10350-500主塑性103-105500-1000局部塑性，材料强度意义重大105-1061000-3000压强达到或超过材料强度106-1083000-12000压强多倍于材料强度>108>12000碰撞固体气化2024/3/8AUTODYN基础教程典型的碰撞现象速度低速高速变形全局局部响应时间ms-sus-ms应变0.5-10%>50%应变率0.01-10s-1>10000s-1压强~sY10-100sY2024/3/8AUTODYN基础教程连续介质力学连续介质运动方程：质量守恒动量守恒能量守恒材料模型初始条件边界条件在AUTODYN中，这些方程通过显示积分和不同的求解技术来求解；对于不同的求解器，方程都是相同的；具体的求解过程根据求解器而定。2024/3/8AUTODYN基础教程材料模型状态方程强度模型失效模型2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN求解器类型LagrangeEulerALESPHShellBeam2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN求解器求解器使用技术：有限差分、有限体积、有限元和无网格粒子方法。Lagrange*

2D&3D3DParallelALE 2D&3D3DParallelShell/Membrane* 2D&3D3DParallelBeam/Truss/Spring/Damper*3D3DParallelSPH 2D&3D3DParallelEuler-FCT 2D&3D3DParallel Multi-MaterialEuler 3D3DParallelFill 3D**

*结构和非结构求解器**2D用拉格朗日2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN要求所有的数值技术将复杂的问题分解成有限的更小、更简单的问题，这个过程称为离散化过程；方程离散化方法：时间空间时间离散化对于所有的求解器是相同的；不同的是空间离散化(比如：几何定义和数值积分)。离散化2024/3/8AUTODYN基础教程时间离散整个求解时间域被分成若干个时间步长（经常是数千上万个）；在AUTODYN中所有的求解器用显示积分方法：根据前一个时间步长值通过积分求变量的值；计算简单。2024/3/8AUTODYN基础教程空间离散根据问题，需要将物理几何模型需要被分成许多个连续的或不连续的部分（单元、粒子）；两种基本方案：Lagrangian–依据材料,离散部分与材料一起移动；Eulerian–依据空间，离散部分在空间上保持固定。所有的求解器(SPH除外)用网格来离散几何模型；网格定义节点(顶点)、边(线)和单元-连通性固定；根据求解器，网格可以是结构化或非结构化网格；SPH用粒子建立模型，每一个粒子通过核函数作用-连通性不固定。2024/3/8AUTODYN基础教程Lagrange网格：基于Lagrangian方法拉格朗日网格网格在材料里面外面空间不需要网格2024/3/8AUTODYN基础教程Euler网格：基于Eulerian方法网格固定在空间材料在网格中流动外面空间需要空物质网格欧拉网格2024/3/8AUTODYN基础教程SPH：粒子(无网格)基于Lagrangian方法由粒子来组成几何模型外面空间不需要粒子SPH网格2024/3/8AUTODYN基础教程

LagrangeEulerALESPH空间网格对比2024/3/8AUTODYN基础教程模型相关概念Part采用相同求解器的一组节点和单元的集合；相同的求解器可以使用多个part；可用于结构和非结构求解器。component可选择；Part组；一个component可以包含多个part。用来帮助模型结构和参数设置对多个part进行速度、初始条件和材料的设置；边界条件的施加；平移、旋转和放大/缩小多个part；复制和删除多个part。Group其它实体的集合2024/3/8AUTODYN基础教程求解器之间的联合每一次计算可以有多个PART；同一个模型不同的PART之间以及模型与模型之间通过以下方式作用：JoinLagrange-Lagrange作用Euler-Lagrange作用复杂模型可以通过此种方式建立。对于每一个问题选择最适合的求解器2024/3/8AUTODYN基础教程求解器之间的联合LagrangeContact

JoinEulerCouplingJoinALEContact

JoinCouplingContact

JoinSPHContact

JoinNAContact

JoinContact

JoinFCTCouplingNACouplingNAJoinShellContact

JoinCouplingContact

JoinContact

JoinCouplingContact

JoinBeamContact

JoinNAContact

JoinContact

JoinNAContact

JoinContact

JoinLagrangeEulerALESPHFCTShellBeam2024/3/8AUTODYN基础教程基础培训一1、ANSYS产品介绍2、AUTODYN简介3、AUTODYN界面4、一般问题的分析步骤2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面

整体界面2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面2024/3/8AUTODYN基础教程

文件处理视图动画交互AUTODYN用户界面工具栏2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面

控制视图建立模型开始/停止一个计算导航面板2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面

对视图进行平移旋转和比例操作创建视图视图面板2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面

对话面板对话框帮助取消确定打开窗口按钮对话面板和对话框2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面鼠标/键盘操作2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面新建模型和路径2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面my_ident_0.ad第0步保存文件

my_ident_428.ad第428步保存文件

my_ident_0.ad_formatted第0步格式保存文件

my_ident.his历史文件(gauges) my_ident.sum概要文件

my_ident.prt打印文件

my_ident.log 记录文件

my_ident.uhs 用户历史文件

my_ident.fil映射文件

my_ident.frg破片数据文件文件名字与含义2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面autodyn.ini 初始化文件matlib_name.mlb 材料库文件partlib_name.slb Part库文件setting_name.set Plot设置文件sequence_name.seq 幻灯片顺序文件slide_name_nn.gif演示文件animation_name.gif gif动画文件animation_name.gfa gfa动画文件其它文件2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面所有AUTODYN的文件是以二进制文件格式保存：旧版本保存的执行文件自动转变成新版本执行文件AUTODYN的其它版本保存的执行文件能够方便地倒入到AUTODYNv6中进行计算。独立的二进制执行文件2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面AUTODYN用单精度来满足求解效率和内存的需要，所以单位制的选择相当重要：避免出现压力低于10-6的单位制；避免出现单元质量低于10-6的单位。缺省的单位制如下：单位制长度质量时间速度力压强密度能量mmmgmsm/smNkPag/cm3mJ2024/3/8AUTODYN基础教程打开消息窗口打开命令行窗口AUTODYN用户界面消息面板和命令行面板消息面板命令行面板2024/3/8AUTODYN基础教程

AUTODYN用户界面上下文帮助2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面初始界面定制通过GUI改变选项或者编辑初始化文件autodyn.ini2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面图像输出格式：GIF、TIFF和JPEG三种格式动画：创建.gif幻灯片格式用创建视图菜单来调整每张幻灯片的顺序和显示时间等可以创建下面一种或三种格式：GIFMPEGAVI图像和动画2024/3/8AUTODYN基础教程文件扩展名为.gfa创建单张图片在AUTODYN动画播放器中播放在播放中操作：大小旋转平移快进/快退控制动画速度AUTODYN用户界面交互式动画文件2024/3/8AUTODYN基础教程AUTODYN用户界面标准的应用程序运行不需要license播放.gif和.gfa动画格式Gif格式的动画动画播放器2024/3/8AUTODYN基础教程

AUTODYN用户界面系统要求2024/3/8AUTODYN基础教程

AUTODYN用户界面编译器要求（用户子程序需要）2024/3/8AUTODYN基础教程熟悉菜单练习2024/3/8AUTODYN基础教程基础培训一1、ANSYS产品介绍2、AUTODYN简介3、AUTODYN界面4、一般问题的分析步骤2024/3/8AUTODYN基础教程一般问题分析步骤第一步设置求解类型、单位制2D问题3D问题2024/3/8AUTODYN基础教程一般问题分析步骤第一种方式：材料库材料第二步定义材料2024/3/8AUTODYN基础教程一般问题分析步骤自定义材料状态方程强度模型失效模型侵蚀类型