MSC.Dytran基础培训教程 MSC.Dytran基础培训教程 下载 收藏 加入文辑

第1章 MSC.Dytran及其由来
1.1工程中的瞬态动力学问题
很多行业的工程设计问题中都存在瞬态动力学问题。例如，飞机设计中需要考虑结构受到飞鸟撞击时所产生的损伤，船舶的设计中需要考虑船体结构与礁石或其他船只发生碰撞时的安全性，汽车的设计中需要考虑发生撞车事故时乘员安全保护装置能否正常工作以及车体在撞击中其强度与刚度如何，坦克及其他装甲车辆在设计中需要考虑其装甲抵抗弹丸穿透的能力，炸弹的设计需考虑其爆炸时产生的威力如何，等等，不胜枚举。这些问题往往都涉及一些的瞬态动力学过程。如果不采用分析的方法，完全使用试验手段，存在研制周期长，经费消耗多，成功率低等弊端。随着计算机辅助工程（CAE）技术的发展，采用瞬态动力学分析的方法对这些工程设计问题所涉及的特定的瞬态动力学过程进行数值仿真，以此作为设计工作的辅助手段，则能极大地提高工作效率。大型通用有限元程序MSC.Dytran就是用来满足这一需要的。
1.2 MSC.Dytran及其由来
Dytran是DYNAMIC TRANSIENT ANALYSIS 的缩写，即瞬态动力学分析。
MSC.Dytran是由MSC公司原来的两个瞬态动力学分析程序MSC/DYNA与MSC/PISCES合并而成。DYNA与PISCES分别是美国与欧洲的国防部门的一些研究机构为解决武器系统设计中常常遇到的瞬态动力学问题而开发的有限元程序，后被MSC公司收购，由MSC公司进行维护与推广与进一步的开发，成为商业性的程序：MSC/DYNA与MSC/PISCES。两者虽同为瞬态动力学分析程序，但不同之处在于：前者采用拉格朗日分析法，适用于固体与固体之间的碰撞，后者采用欧拉分析法，适用于流体的瞬态流动及固体碰撞的更高速度的情形。合并后的Dytran软件具有更为广泛的适应性，并且由于将拉格朗日求解器与欧拉求解器相互结合起来，能够处理各种流固耦合问题，成为功能十分强大的大型通用有限元瞬态动力学分析程序。
1.3 MSC.Dytran的主要分析功能
MSC.Dytran是一种用于分析结构及流体材料的非线性动态行为的有限元程序。MSC.Dytran与MSC.Nastran的动力学分析功能有很大的不同。MSC.Nastran的动力学分析主要地是动特性分析，动态过程仿真分析的功能很弱，而MSC.Dytran完全是一种动态过程仿真分析程序。此外，MSC.Nastran包含许多不同的求解序列，而MSC.Dytran没有求解序列之分。该程序采用显式积分法并能模拟各种材料及几何非线性，特别适合于分析包含大变形、高度非线性和复杂的动态边界条件的短暂的瞬态动力学过程。软件中同时提供拉格朗日求解器与欧拉求解器，因而既能模拟结构又能模拟流体。拉格朗日网格与欧拉网格之间可以进行耦合，从而可以分析流体与结构之间的相互作用。软件具有丰富的材料模型，能够模拟从金属、非金属（包括土壤、塑料、橡胶等）到复合材料的各种材料的从线弹性、屈服、状态方程、破坏、剥离到爆炸燃烧等各种材料行为模式。
目前已有的应用Dytran作分析的典型的工程问题有：
● 气囊充气过程分析
● 气囊与乘员的交互作用分析
● 钣金成形分析
● 武器系统设计分析
● 鸟撞航空结构分析
● 结构承受爆炸波载荷的响应分析
● 高速弹丸穿透分析
● 船舶 碰撞分析
● 车辆碰撞分析
由于MSC.Dytran具有强大的仿真功能，从理论上讲几乎可以模拟任何力学过程，用户根据自己的需要，创造性地运用该程序，能够开发出许多新的、精彩的应用功能来。这也正是MSC.Dytran的魅力所在。...............