《Radioss基礎理論與工程高級應用》主要內容為Radioss求解器的理論基礎、材料、單元屬性、接觸設置、連接設置,以及Radioss模型優(yōu)化、Radioss用戶二次開發(fā)和Radioss領域應用等。汽車領域工具應用具體介紹了假人調姿、座椅機構調整、安全帶建模、氣囊折疊等功能;汽車碰撞工況仿真分析針對中汽研(C-NCAP)和中保研(CIRI)的汽車碰撞安全應用,講解了建模規(guī)范、工況設置、分析結果后處理以及評價方法;電子與家電行業(yè)應用方面則詳述了模型搭建、跌落仿真及多工況、準靜態(tài)工況的應用案例。
《Radioss基礎理論與工程高級應用》可作為HyperWorks軟件Radioss求解器的培訓用書,也適合機械、汽車、航空航天、軍工、重型裝備、電子及家電等行業(yè)的科研和工程技術人員參考和學習。
1. 專業(yè)權威:澳汰爾公司Radioss技術團隊編寫,官方指定學習教程。
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Radioss非線性求解器在1986年由法國MECALOG公司開發(fā)完成。2006年,Altair公司收購MECALOG公司之后,將Radioss集成到著名的 Altair軟件平臺中。作為領先的有限元瞬態(tài)非線性分析求解器,Radioss憑借其高精度、高可擴展性、高魯棒性等特性,提供面向行業(yè)工程問題的全面解決方案,結合Altair公司強大的仿真、大數據、高性能、物聯網軟件平臺,以及面向工程問題的技術支持能力,幫助用戶提升產品品質、降低研發(fā)周期,實現產品在設計和驗證階段的數字孿生,為用戶提供決策所需要的關鍵信息。
Radioss求解器經過30多年的不斷迭代更新,在汽車、電子與家電、航空航天、軍工、醫(yī)療等領域已處于領先地位,成為五星級模擬分析軟件。解決方案、產品、技術支持和服務是Altair公司的核心競爭力。Altair公司與用戶共同成長,參與了航空航天、電子、船舶、軌道交通、重型機械、軍工等行業(yè)眾多型號和產品的研發(fā),以及后的實際應用,加強與各企業(yè)、科研院所、高校的仿真相關人員、領域專家交流,不僅為用戶帶來了價值,也對Radioss求解器乃至Altair軟件平臺的發(fā)展起到了巨大的促進作用。
時光飛逝,距離上一版本Radioss圖書的出版已經有近八年時間,Radioss求解器已經為大眾所熟知,求解器版本也隨著Atlair 軟件平臺更新到了2021版,并不斷增加新功能。Altair工程師根據用戶反饋的真實需求,通過算法專家和軟件專家的提煉與升華,開發(fā)出了這些簡便、易用、強大的新功能。不僅如此,在過去的時間里,Altair工程師結合整個Altair軟件平臺為用戶打造了一個集物聯網、仿真、大數據、高性能計算于一體,針對各個行業(yè)的、完整的解決方案。Altair工程師和專家們也會幫助用戶對其整個仿真流程的各個環(huán)節(jié)進行診斷和優(yōu)化,從而達到將虛擬樣機測試階段提前到物理樣機測試階段之前的目的,這樣一來,將為用戶節(jié)省巨大成本,并提升產品研發(fā)交付的效率。
《Radioss基礎理論與工程高級應用》編寫團隊包括孫靖超、陸淑君、李健、陳正宇、劉家員、蘇聚玥。實習生邢鑫梅、呂若凡也參與了視頻錄制和文章校對工作。
由于近些年Altair軟件平臺和Radioss求解器的改進非常迅速,再加上作者水平所限,書中不足之處在所難免,懇請各位讀者提出寶貴建議。作者也希望與大家共同探討技術問題,讀者可發(fā)郵件至info@altair.com.cn或者關注微信公眾號AltairChina來與作者溝通交流。
孫靖超博士以及全體Radioss團隊技術人員
序一
序二
前言
第1章 Radioss求解器介紹
1.1 求解器功能亮點
1.2 Altair仿真平臺以及全面的領域應用
1.3 Radioss求解器格式
1.4 Radioss求解器的求解流程
1.4.1 starter和engine
1.4.2 內存和磁盤要求
1.5 運行Radioss
1.5.1 使用Altair Compute Console 提交Radioss計算
1.5.2 使用腳本運行Radioss
1.5.3 從前處理中運行Radioss
1.6 Radioss模型前處理
1.7 Radioss結果后處理
第2章 顯式求解和時間步長
2.1 非線性動力學基本理論
2.2 有限元控制方程的積分算法
2.3 時間步長
2.3.1 臨界時間步長
2.3.2 時間步長控制
2.3.3 單元特征長度
2.4 質量縮放
第3章 材料
3.1 Radioss材料數據的準備
3.2 金屬材料模型
3.2.1 應變率效應
3.2.2 溫度影響
3.2.3 可變彈性模量
3.2.4 硬化
3.2.5 屈服和壓力的關系3.2.6常用金屬屈服屬性匯總
3.3 材料失效
3.3.1 在材料卡片/MAT中定義失效
3.3.2 在失效卡片/FAIL中定義失效
3.4 超彈性材料
3.4.1 Ogden模型
3.4.2 Yeoh模型
3.4.3 Arruda-Boyce模型
3.4.4 超彈性材料的常見試驗
3.4.5 超彈性材料的單元屬性設置
3.4.6 超彈性、黏彈性模型功能匯總
3.5 復合材料的建模
3.5.1 復合材料的材料模型
3.5.2 復合材料的失效模型
第4章 單元屬性
4.1 殼單元
4.1.1 4點殼單元或3點殼單元
4.1.2 殼單元的形函數
4.1.3 殼單元質量分配和轉動慣量
4.1.4 殼單元中的沙漏處理
4.1.5 殼單元中力和力矩的計算
4.1.6 塑性計算
4.2 實體單元
4.2.1 沙漏模型
4.2.2 小應變參數
4.2.3 四面體單元
4.2.4 連接實體單元
4.3 殼單元和實體單元坐標系統
4.3.1 4節(jié)點殼單元
4.3.2 3節(jié)點殼單元
4.3.3 實體單元和厚殼
4.3.4 四面體單元
4.3.5 材料坐標系統
4.4 復合材料單元屬性
4.4.1 殼體單元
4.4.2 實體單元
4.4.3 交叉異性單元
4.5 彈簧單元
4.5.1 彈簧的內力和彎矩計算
4.5.2 彈簧的強化方式選擇(H參數)
4.5.3 彈簧的失效方式
4.6 連接單元
4.6.1 KJOINT2的連接類型
4.6.2 KJOINT2的建模要求和坐標系
4.6.3 KJOINT2的位移和角度鎖止
4.6.4 KJOINT2的剛度和阻尼
第5章 其他設置
5.1 接觸設置
5.1.1 非線性罰函數接觸算法
5.1.2 線性罰函數接觸算法
5.1.3 /FRICTION和/FRIC_ORIENT 摩擦系數
5.1.4 接觸推薦設置
5.2 連接設置
5.2.1 剛體(/RBODY)
5.2.2 剛性連接(/RLINK)
5.2.3 碰撞中的螺栓建模
5.2.4 焊點和黏膠建模
第6章 Radioss模型優(yōu)化
6.1 Radioss的RADOPT功能
6.1.1 RADOPT優(yōu)化介紹
6.1.2 RADOPT的優(yōu)化流程
6.1.3 RADOPT優(yōu)化文件的定義
6.1.4 運行RADOPT優(yōu)化
6.2 Radioss實體單元拓撲優(yōu)化示例
6.2.1 優(yōu)化模型介紹
6.2.2 優(yōu)化設置
6.2.3 RADOPT計算結果查看
第7章 Radioss用戶二次開發(fā)子程序簡介
7.1 Radioss二次開發(fā)的準備工作
7.1.1 用戶動態(tài)庫
7.1.2 編譯步驟
7.2 Radioss用戶材料模型二次開發(fā)
7.2.1 LECMnn 的starter子程序
7.2.2 SIGEPSnn的engine子程序
7.3 Radioss材料失效模型二次開發(fā)
7.4 Radioss用戶單元屬性二次開發(fā)
7.4.1 單元屬性的starter子程序LECGnn和RINInn
7.4.2 初始化starter子程序RINInn
7.4.3 單元屬性的engine子程序
7.5 可訪問的函數
7.6 Abaqus與Radioss二次開發(fā)比較
第8章 汽車領域工具應用
8.1 約束系統建模工具
8.1.1 假人位置調姿與預模擬
8.1.2 座椅機構調整工具
8.1.3 座椅泡沫壓縮工具
8.1.4 安全帶建模工具
8.2 壁障模型放置工具
8.3 行人保護建模工具
8.4 安全氣囊及其折疊工具
8.4.1 有限體積法安全氣囊
8.4.2 氣囊的網格
8.4.3 安全氣囊常見要求
8.4.4 排氣孔和織物透氣性控制
8.4.5 安全氣囊接觸
8.4.6 安全氣囊穩(wěn)定計算
8.4.7 FVM安全氣囊的時間歷程和動畫輸出
8.4.8 安全氣囊建模要求
8.4.9 安全氣囊折疊工具
第9章 汽車碰撞工況仿真分析
9.1 汽車碰撞仿真模型
9.1.1 模型組成
9.1.2 仿真分析設置
9.1.3 Radioss重啟動分析
9.1.4 模型精度控制
9.1.5 結果后處理
9.1.6 重要部件失效模擬及建議
9.2 100%正面剛性墻碰撞工況
9.2.1 100%正面剛性墻碰撞分析規(guī)范
9.2.2 汽車碰撞車身分區(qū)
9.2.3 100%整車剛性壁障碰撞分析模型
9.2.4 100% 整車剛性壁障碰撞分析評價指標
9.3 正面可變形壁障工況
9.3.1 40%正面可變形壁障的分析規(guī)范
9.3.2 MPDB碰撞分析規(guī)范
9.4 25%小偏置碰撞工況
9.4.1 25%小偏置碰撞試驗規(guī)范
9.4.2 25%小偏置碰撞策略
9.4.3 車體評價體系
9.4.4 后處理
9.5 AE-MDB碰撞工況
9.5.1 AE-MDB碰撞試驗規(guī)范
9.5.2 AE-MDB評價體系及后處理
9.6 側面柱碰工況
9.6.1 側面柱碰分析規(guī)范
9.6.2 側面柱碰分析結果評價
9.6.3 側面柱碰優(yōu)化策略
第10章 電子與家電行業(yè)應用
10.1 概述
10.2 電子與家電行業(yè)仿真模型的搭建
10.2.1 電子與家電行業(yè)建模的單元網格標準
10.2.2 材料本構的選取
10.2.3 仿真接觸類型
10.2.4 連接關系建模方法
10.2.5 跌落分析常見問題
10.3 跌落仿真的推薦參數
10.3.1 材料單位系統
10.3.2 全局默認參數
10.3.3 單元屬性推薦參數
10.3.4 接觸算法推薦參數
10.3.5 輸出設置
10.4 電子與家電行業(yè)案例
10.4.1 跌落仿真
10.4.2 多工況仿真
10.4.3 準靜態(tài)工況分析
10.4.4 Radioss 結合 HyperStudy 多學科優(yōu)化
第11章 Radioss流固耦合
11.1 SPH粒子法
11.1.1 SPH建模
11.1.2 SPH計算時間步長
11.1.3 SOL2SPH
11.2 ALE
11.2.1 ALE邊界約束和定義
11.2.2 ALE材料
11.2.3 ALE網格/單元屬性
11.2.4 ALE接觸設置
11.2.5 ALE常用功能推薦
11.2.6 ALE輸出控制
11.2.7 ALE計算的檢查
附錄