LS-DYNA非线性有限元分析培训目录

一、培训目标

• 理论目标：掌握非线性有限元核心理论，理解LS-DYNA非线性分析（几何/材料/接触）核心原理，明晰各算法（Lagrange/ALE/Euler）、求解器（显式/隐式/CSE）的适用场景与理论基础。
• 技能目标：熟练运用LS-DYNA完成各类非线性分析全流程（建模、参数设置、求解控制、后处理），精通多物理场耦合、失效分析、无网格方法等核心功能，掌握2026版软件新增特性与高效操作技巧。
• 实战目标：结合军工、民用等典型场景，能独立完成非线性动力学、流固耦合、失效裂纹扩展等复杂问题的仿真分析，具备解决工程实际中非线性有限元分析难题的能力，适配多行业研发岗位需求。

二、核心培训知识点

模块一：LS-DYNA软件基础与非线性核心认知

知识点1：LS-DYNA软件核心概况

• 软件发展历程与版本迭代亮点（2026版新增功能：非线性求解优化、多物理场耦合增强、AI辅助建模等）
• 软件核心定位：几何非线性（大位移/大转动/大应变）、材料非线性、接触非线性全功能覆盖特性
• 核心算法与求解能力：Lagrange/ALE/Euler算法适配场景，显式/隐式求解功能切换逻辑，结构/热/流体多领域分析能力
• 行业应用场景：军工（冲击、爆炸、穿甲）与民用（汽车碰撞、冲压成型、结构安全）典型应用案例解析

知识点2：非线性有限元核心理论基础

• 非线性分析分类：几何非线性、材料非线性、接触非线性核心特征与作用机理
• LS-DYNA核心求解理论：显式时间积分、隐式求解核心原理，显隐式切换的理论依据
• 非线性分析关键指标：收敛性判断、误差控制、计算效率优化核心理论

模块二：动力学与静力学非线性分析核心应用

知识点1：非线性动力学分析

• 非线性动力学核心设置：载荷定义（冲击、爆炸、瞬态载荷）、阻尼配置、时间步长控制
• 2026版优化特性：非线性动力学求解器加速、复杂载荷序列自动化设置技巧
• 典型应用场景：军工冲击动力学、汽车碰撞动力学、结构振动非线性响应分析

知识点2：耦合的刚体动力学

• 刚体-可变形体耦合建模：刚体定义、约束设置、耦合界面参数配置
• 任意刚体与可变形体之间切换：切换逻辑、关键字设置、场景适配技巧
• 实战要点：多刚体耦合动力学仿真收敛性优化、计算效率提升

知识点3：准静态模拟

• 准静态分析核心原理：显式求解准静态问题的加载策略（速率控制、动态松弛）
• 关键设置：加载速率优化、时间步长调整、沙漏控制参数配置
• 典型应用：薄板冲压成型、结构缓慢变形、材料准静态拉伸/压缩分析

知识点4：线性和非线性静力学分析

• 非线性静力学核心功能：材料非线性（塑性、超弹性、损伤）、几何非线性静载响应分析
• 预应力计算：动力分析前预应力建模、关键字设置、结果传递
• 回弹计算：冲压成型后回弹仿真、非线性回弹模型设置、结果验证
• 线性静力学与非线性静力学切换适配场景

知识点5：模态分析与特征值分析

• 模态分析核心设置：特征值提取方法（Lanczos/Subspace）、模态频率与振型计算
• 非线性模态分析：材料/几何非线性对模态特性的影响，2026版模态分析优化功能
• 特征值分析：结构稳定性特征值计算、临界载荷评估、工程应用场景

知识点6：动态松弛

• 动态松弛法核心原理：适用于非线性静力学问题的求解逻辑
• 关键参数设置：松弛因子、收敛准则、时间步长控制
• 应用场景：大变形静载问题、结构自平衡分析、准静态仿真辅助优化

模块三：流体与耦合场分析核心技术

知识点1：流体分析与欧拉分析功能

• 流体分析核心设置：流体物性定义、边界条件（入口/出口/壁面）配置
• 欧拉算法应用：欧拉网格建模、流体流动仿真、与拉格朗日算法耦合逻辑
• 2026版流体分析优化：计算效率提升、复杂流体场景（湍流、多相流）适配技巧

知识点2：任意拉格朗日欧拉法（ALE）

• ALE算法核心原理：拉格朗日与欧拉算法融合优势，网格运动控制逻辑
• 关键设置：ALE网格定义、耦合界面设置、求解参数优化
• 典型应用：大变形流体-结构交互、爆炸冲击波传播、材料高速冲击流动分析

知识点3：流固耦合分析

• 流固耦合核心类型：单向耦合、双向耦合建模流程与适配场景
• 关键设置：耦合界面定义、载荷传递、求解器协同（显式/隐式）
• 工程应用：管道流体振动、翼型气动弹性、水下结构流体载荷响应分析

知识点4：水下冲击分析（USA）

• 水下冲击分析核心理论：冲击波传播、流体压缩性影响、结构冲击响应机理
• USA模块关键设置：水下环境定义、冲击载荷施加、耦合参数配置
• 军工/民用应用：水下爆炸防护、船舶水下冲击、海洋结构抗冲击分析

知识点5：热分析与结构-热耦合分析

• 热分析核心功能：热传导、热对流、热辐射建模，温度场计算
• 结构-热耦合分析：单向（热载荷→结构响应）、双向（热-结构交互）耦合设置
• 关键参数：热材料属性、耦合界面热传导系数、求解时间步长协同
• 应用场景：高温结构变形、热疲劳分析、电子设备散热与结构强度耦合仿真

知识点6：声学分析

• 声学分析核心原理：声波传播、结构声学耦合、噪声辐射计算
• 关键设置：声学网格建模、边界条件（吸声/隔声）、声学载荷施加
• 应用场景：汽车噪声、航空航天声学防护、设备振动噪声分析

知识点7：多物理场耦合综合应用

• 多物理场耦合（结构-热-流体/电磁）建模流程：模块协同、数据传递、参数统一
• 2026版多物理场优化功能：耦合求解效率提升、多场结果同步后处理
• 典型案例：军工复杂结构多场耦合、民用高端装备多物理场仿真

模块四：高级建模与求解技术（2026主流重点）

知识点1：失效分析与裂纹扩展

• 失效分析核心设置：材料失效准则（塑性失效、断裂失效）、失效参数校准
• 裂纹扩展分析：初始裂纹建模、扩展准则（J积分、应力强度因子K）、扩展速率控制
• 2026版优化：裂纹扩展仿真效率提升、三维复杂裂纹建模技巧
• 应用场景：结构断裂安全评估、材料抗裂性能分析、军工部件失效预测

知识点2：自适应网格重划分与重新分区

• 自适应网格重划分核心原理：基于误差估计的网格自动调整逻辑
• 关键设置：重划分触发条件、网格细化/ coarsening 控制、数据传递
• 重新分区技术：复杂结构网格分区优化、多区域网格协同求解
• 应用场景：大变形问题（冲压、冲击）、局部高应力区域网格自适应优化

知识点3：无网格方法与扩展有限元技术

• 光滑粒子流体动力学（SPH）：无网格建模、流体/固体大变形仿真、关键字设置
• 无网格方法（EFG）：核心原理、建模流程、复杂结构适配场景
• 扩展有限元X-FEM：裂纹建模优势、扩展有限元设置、三维裂纹分析技巧
• 2026版无网格技术优化：计算精度提升、建模效率强化

知识点4：CSE求解器应用

• CSE求解器核心特性：并行计算优化、复杂非线性问题求解优势
• 关键设置：CSE求解器参数配置、与常规求解器切换逻辑
• 应用场景：大规模非线性仿真、多物理场耦合复杂问题高效求解

模块五：通用工具与多场景适配技术

知识点1：2-D 和3-D 问题求解

• 2-D问题建模：平面应力/应变模型、轴对称模型创建与求解技巧
• 3-D问题建模：复杂三维结构网格划分、非线性求解优化、计算效率控制
• 2-D与3-D模型适配场景：简化建模原则、结果对比与验证

知识点2：Nastran 读入与数据交互

• Nastran模型导入：格式兼容处理、模型修复与优化
• 数据交互核心：导入模型参数保留、非线性分析参数补充设置
• 应用场景：多软件协同建模、Nastran模型非线性扩展分析

知识点3：任意显式和隐式之间切换

• 显隐式切换核心逻辑：切换触发条件、数据传递原理、关键字设置
• 切换场景适配：静力学与动力学耦合、非线性问题分阶段求解（显式加载→隐式回弹）
• 2026版切换优化：数据传递精度提升、切换效率强化