《LS-DYNA&LS-OPT优化分析指南》- 正版书

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《LS-DYNA&LS-OPT优化分析指南》

一、内容简介：

LS-DYNA软件是LST公司（所属ANSYS公司）的一款显式动力分析软件，拥有大量不同种类的单元模型、材料模型和算法选择，能够很方便地处理各种高度非线性问题，如各种碰撞分析、冲压成形分析、爆炸分析、跌落分析、热分析、ALE流固耦合分析等，在汽车、国防军工、航空航天、电子、石油、制造和建筑等行业有着广泛应用。LS-OPT软件是LST公司（所属ANSYS公司）的一款优化分析软件。随着计算机硬件能力和LS-DYNA软件并行计算性能的极大提升，目前，结合LS-DYNA软件求解器应用LS-OPT软件进行大规模优化设计分析成为可能，并且已开始在各行各业得到应用和普及。本书是LS-OPT软件的系统学习教材，详细阐述了LS-OPT软件优化分析的各种基本理论，系统讲解了各种操作流程和分析要领，并结合具体优化案例描述在各种实际场合中的应用。因此，本书可作为汽车、航空航天、国防军工、电子、土木工程、造船、水利、石油、制造和建筑等行业工程技术人员应用LS-DYNA和LS-OPT软件进行多物理场、多学科优化分析和产品开发设计的参考手册，也可以作为理工科院校本科高年级学生及研究生的“有限元优化设计”课程的参考教材。

二、课程目录：

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第1章  绪论
第2章  LS-OPT入门
2.1  LS-OPT安装命令
2.2  LS-OPT中的名称约定
2.2.1  变量名
2.2.2  阶段和采样名
2.2.3  环境变量名
2.3  一种使用响应面进行设计的方法
2.3.1  设计准备
2.3.2  逐步迭代半自动程序
2.4  推荐的测试程序
2.5  设计优化中的陷阱
2.5.1  全局
2.5.2  噪声
2.5.3  非鲁棒性设计
2.5.4  不可能的设计
2.5.5  非的设计
2.6  建立一个简单的优化问题
2.6.1  工作目录
2.6.2  启动
2.6.3  任务
2.6.4  阶段
2.6.5  设置
2.6.6  采样和元模型
2.6.7  优化
2.6.8  终止条件
2.6.9  运行
2.6.10  查看器
2.7  训练示例
第3章  图形用户界面
3.1  LS-OPT用户界面（LS-OPTui）
3.2  图形用户界面主窗口
3.2.1  设置流程
3.2.2  导出和导入阶段
3.2.3  阶段间文件传输
3.3  运行LS-OPT
3.3.1  正常运行
3.3.2  基准运行
3.4  重新启动
3.4.1  清除当前迭代
3.4.2  现有设计的扩充
3.5  现有作业的修复或修改
3.6  存档LS-OPT数据库
3.7  加密
3.8  设置
第4章  任务对话框—选择任务和策略
4.1  任务选择
4.2  基于元模型的优化
4.3  DOE研究
4.4  直接优化
4.5  概率分析任务
4.5.1  直接蒙特卡罗分析
4.5.2  基于元模型的蒙特卡罗分析
4.6  RBDO/鲁棒参数设计（概率优化任务）
4.7  田口方法
4.8  基于元模型的优化策略选择
4.8.1  单次迭代方法
4.8.2  序贯方法
4.8.3  带域缩减的序贯方法
4.8.4  有效的全局优化方法
4.9  基于元模型优化中的域缩减
4.9.1  改变子域特性
4.9.2  设置子域参数
4.10  创建帕累托前沿
4.11  全局灵敏度分析
4.12  验证运行
第5章  阶段对话框—定义求解器
5.1  介绍
5.2  通用设置
5.2.1  命令
5.2.2  输入文件
5.2.3  额外的输入文件
5.2.4  输入文件的参数化
5.2.5  用户定义的参数格式
5.2.6  系统变量
5.2.7  如何避免复制和解析
5.3  数据包接口
5.3.1  LS-DYNA
5.3.2  LS-PREPOST
5.3.3  LS-INGRID
5.3.4  TrueGrid
5.3.5  ANSA (BETA CAE Systems SA)
5.3.6  HyperMorph
5.3.7  μETA（BETA CAE Systems SA）
5.3.8  LS-OPT
5.3.9  Excel
5.3.10  用户自定义程序
5.3.11  Matlab
5.3.12  第三方求解器
5.3.13  用户定义的后处理器
5.4  求解器执行
5.4.1  为并发处理指定计算资源
5.4.2  排队系统接口
5.4.3  使用LSTCVM安全代理服务器
5.4.4  环境变量
5.4.5  恢复输出文件
5.4.6  高级执行选项
5.5  文件操作
5.6  “Normal”终止状态
5.7  在运行时管理磁盘空间
5.8  运行前处理器的其他设置
第6章  历史及响应结果
6.1  定义History、Multihistory和Response
6.1.1  结果提取
6.1.2  使用LS-DYNA的*DEFINE_CURVE关键字创建历史文件
6.2  提取历史和响应量：LS-DYNA
6.2.1  LS-DYNA binout结果
6.2.2  运动学
6.2.3  LS-DYNA d3plot结果
6.2.4  质量（Mass）与d3hsp的接口
6.2.5  频率（Frequency）与d3eigv的接口
6.3  提取钣金成形响应量：LS-DYNA
6.3.1  厚度和减薄
6.3.2  FLD约束
6.3.3  主应力
6.4  用于历史记录、多历史记录和响应提取的通用接口
6.4.1  表达式
6.4.2  交绘图历史
6.4.3  函数接口
6.4.4  曲线匹配响应
6.4.5  矩阵运算
6.5  损伤准则
6.6  头部损伤准则
6.7  颈部准则
6.7.1  枕髁总力矩MOC
6.7.2  颈部损伤准则NIC（后碰）
6.7.3  Nij（Nce，Ncf，Nte，Ntf）
6.7.4  Nkm（Nfa，Nea，Nfp，Nep）
6.7.5  LNL
6.8  胸部准则
6.8.1  胸部压缩
6.8.2  黏性准则（VC）
6.8.3  胸部损伤指数（TTI）
6.9  下肢的准则
6.10  额外准则
6.11  LS-DYNA binout损伤准则
6.12  从文本文件中提取响应和历史的GenEx工具
6.13  提取结果的用户定义接口
6.14  响应文件
6.15  提取LS-OPT实体
6.15.1  LS-OPT响应
6.15.2  LS-OPT历史
6.15.3  LS-OPT可靠性统计数据
6.16  Excel
6.17  Matlab
6.18  文件历史
6.19  文件多历史
第7章  GenEx：从文本文件中提取响应和历史
7.1  主窗口
7.2  为LS-OPT创建.g6文件
7.3  如何使用GenEx从LS-OPT中提取响应
7.4  提取历史
7.4.1  一个使用“Repeated anchor vector”提取历史的例子
7.4.2  一个使用“列向量”提取历史的例子
7.4.3  如何从LS-OPT中提取历史
7.5  命令行选项
7.6  使用GenEx
第8章  设置对话框—定义变量
8.1  参数设置
8.1.1  常量
8.1.2  因变量
8.1.3  离散变量和字符串变量
8.1.4  传递变量
8.1.5  响应变量
8.1.6  概率变量—噪声和控制变量
8.1.7  概率分布
8.1.8  变量的相关性
8.1.9  初始感兴趣区域（范围）的大小和位置
8.1.10  鞍座方向：坏情况设计
8.2  阶段矩阵
8.3  采样矩阵
8.4  资源
8.5  特性
第9章  采样和元模型对话框
9.1  元模型类型
9.1.1  多项式
9.1.2  灵敏度
9.1.3  前馈神经网络和径向基函数网络
9.1.4  Kriging参数
9.1.5  支持向量回归
9.1.6  用户定义元模型
9.2  非多项式元模型的一般选项
9.2.1  次迭代线性D-Optimal
9.2.2  用新点来扩展现有设计
9.3  点选择方案
9.3.1  概述
9.3.2  D-Optimal点选择
9.3.3  拉丁超立方体采样
9.3.4  空间填充
9.3.5  帕累托边界的空间填充
9.3.6  正交阵列
9.3.7  用户定义的点选择
9.3.8  高级点选择选项
9.3.9  复制试验点
9.3.10  备注
9.4  活跃变量
9.5  采样特性
9.5.1  近似历史
9.5.2  使用检查点验证元模型
9.5.3  导入用户定义的分析结果
9.5.4  导入元模型
9.5.5  更改重启时的点数
9.6  采样约束
9.7  比较元模型
第10章  复合函数对话框
10.1  复合函数与响应表达式的对比
10.2  定义复合函数
10.3  表达式复合
10.4  标准复合方法
10.4.1  目标复合（MSE的平方根）
10.4.2  均方误差
10.4.3  加权复合
10.5  历史匹配复合方法
10.5.1  基于纵坐标的曲线匹配
10.5.2  曲线映射
10.6  标准差复合
第11章  分类器对话框
11.1  分类器和元模型介绍
11.2  定义分类器
11.3  为实验设计点分配类别标签
11.4  分类器类型
11.4.1  模拟指示器
11.4.2  支持向量分类（SVC）
第12章  优化对话框—目标、约束和算法
12.1  优化问题的表达
12.2  定义目标函数
12.3  定义约束
12.3.1  约束的内部缩放
12.3.2  小化响应或约束冲突
12.4  算法
12.4.1  在LFOP算法中设置参数
12.4.2  遗传算法设置参数
12.4.3  模拟退火算法设置参数
12.5  基于蒙特卡罗分析的元模型算法
12.6  基于可靠性的设计优化算法（RBDO）
第13章  终止准则
13.1  基于元模型的方法
13.1.1  设计变更公差和目标函数公差
13.1.2  响应精度公差
13.1.3  迭代次数
13.2  直接优化
第14章  概率建模和任务
14.1  概率问题建模
14.2  概率分布
14.3  分布参数化
14.4  概率变量
14.4.1  设置概率变量的名义值
14.4.2  概率变量的边界
14.5  蒙特卡罗分析
14.6  使用元模型进行蒙特卡罗分析
14.7  RBDO/鲁棒参数设计
第15章  运行设计任务
15.1  运行设计任务
15.2  分析监控
15.3  作业监控—进度对话框
15.3.1  求解运行的错误终止
15.3.2  集成输出和显示窗口
15.4  重启动
15.5  输出和结果文件
第16章  查看结果
16.1  查看器概述
16.1.1  绘图选择器
16.1.2  通用绘图选项
16.1.3  绘图面板可视性和表选项
16.1.4  绘图旋转
16.1.5  分屏窗口
16.1.6  保存绘图设置
16.1.7  命令行选项
16.1.8  迭代面板
16.1.9  范围和轴选项
16.2  仿真结果可视化
16.2.1  相关矩阵
16.2.2  散点图
16.2.3  平行坐标图
16.2.4  自组织映射
16.2.5  历史绘图
16.2.6  统计工具
16.3  元模型结果可视化
16.3.1  曲面图
16.3.2  二维插值绘图
16.3.3  精度绘图
16.3.4  敏感性绘图
16.3.5  历史绘图
16.4  优化结果可视化
16.4.1  优化历史
16.4.2  变量图
16.5  帕累托解可视化
16.5.1  取舍图
16.5.2  平行坐标图
16.5.3  超径向可视化
16.5.4  自组织映射网络
16.6  随机分析
16.6.1  统计工具
16.6.2  随机贡献
第17章  交互表
17.1  点选择窗口
17.2  数据表
17.3  虚拟点和点生成
17.4  运行虚拟点
17.5  用户定义的点分类
17.6  可定制约束
17.7  点过滤
17.8  显示或隐藏列
17.9  复制和粘贴
17.10  LS-PREPOST条纹绘图
17.11  生成虚拟点来增强设计
第18章  LS-DYNA结果统计
18.1  绘图
18.2  创建绘图
18.2.1  步骤1：条纹图或历史图
18.2.2  步骤2：D3Plot组件或历史
18.2.3  步骤3：统计
18.2.4  步骤4：LS-PREPOST中实现可视化
18.3  蒙特卡罗和元模型分析
18.3.1  蒙特卡罗
18.3.2  元模型和残差
18.4  相关性
18.4.1  条纹图或历史与响应的相关性
18.4.2  条纹图或历史与变量的相关性
18.5  变量的随机贡献
18.6  安全裕度图
18.7  查看LS-OPT历史
18.8  分岔调查
18.8.1  自动检测
18.8.2  手动检测
18.9  位移幅值问题
18.10  钣金成形选项
18.11  用户定义的统计
18.12  重复或持续使用某些评估方法
第19章  优化应用
19.1  参数识别
19.1.1  优化算法
19.1.2  匹配标量值
19.1.3  曲线匹配度量
19.1.4  使用全局测量进行参数识别
19.1.5  采样约束
19.1.6  求解器输入曲线参数化
19.1.7  查看器
19.2  敏感性分析
19.2.1  基于元模型的敏感性分析
19.2.2  田口法分析
19.3  多学科设计优化（MDO）
19.4  多目标优化（MOO）
19.4.1  直接遗传算法
19.4.2  基于元模型遗传算法
19.4.3  查看器
19.5  形状优化
19.6  坏情况设计
19.7  多级优化
第20章  优化案例
20.1  双杆桁架（3个变量）
20.1.1  问题描述
20.1.2  利用线性响应曲面的个近似
20.1.3  更新近似到二阶
20.1.4  为进一步改进缩减感兴趣区域
20.1.5  自动化设计过程
20.2  小型汽车碰撞（2个变量）
20.2.1  基本介绍
20.2.2  设计准则和设计变量
20.2.3  设计公式
20.2.4  建模
20.2.5  使用径向基函数进行单次迭代
20.2.6  使用线性元模型的自动优化
20.2.7  混合离散优化
20.2.8  采用直接遗传算法进行优化
20.2.9  使用直接方法和元模型进行多级优化
20.2.10  使用连续变量和字符串变量进行多级优化
20.3  圆管冲击（2个变量）
20.3.1  问题描述
20.3.2  解决方案
20.3.3  结果
20.4  钣金成形（3个变量）
20.4.1  问题描述
20.4.2  解决方案
20.4.3  结果
20.5  大型车辆碰撞与振动（MDO/MOO）（7个变量）
20.5.1  有限元建模
20.5.2  设计公式
20.5.3  基于元模型的多目标优化
20.5.4  采用直接遗传（Direct GA）算法进行多目标优化
20.6  膝关节撞击变量筛选（11个变量）
20.6.1  有限元建模
20.6.2  设计公式
20.6.3  解决方案
20.6.4  变量筛选
20.6.5  优化
20.7  使用ANSA和μETA进行前纵梁形状优化
20.7.1  问题描述
20.7.2  解决方案
20.7.3  结果
20.8  具有分析设计敏感性的优化
20.8.1  问题描述
20.8.2  解决方案
20.8.3  结果
20.9  使用GenEx从数据文件中提取历史记录/响应的小型汽车耐撞性示例
20.9.1  问题描述
20.9.2  在GenEx中定义响应
20.9.3  在GenEx中定义历史
20.9.4  优化结果
20.10  基于分类器约束的小型车NVH优化（2个变量）
20.10.1  介绍
20.10.2  解决方案及结果
20.11  使用分类器约束的多学科优化
20.11.1  问题描述
20.11.2  解决方案
20.11.3  结果
20.12  汽车座椅优化设计案例
20.12.1  分析目的
20.12.2  功能选择
20.12.3  主要流程
20.12.4  案例分析
第21章  参数识别实例
21.1  材料识别（弹塑性材料）（2个变量）
21.1.1  问题描述
21.1.2  基于纵坐标的曲线匹配
21.1.3  靶向复合公式
21.1.4  结果
21.1.5  均方误差（MSE）公式
21.1.6  参数结果
21.2  利用迟滞回曲线进行系统识别
21.2.1  问题描述
21.2.2  曲线映射解法
21.2.3  结果
21.3  校正GISSMO模型
21.3.1  问题描述
21.3.2  使用动态时间规整解决方案
21.3.3  结果
21.4  使用拉伸试验进行全场校准
21.4.1  问题描述
21.4.2  材料模型
21.4.3  设置
21.4.4  使用DIC数据和动态时间规整校核
21.4.5  结果
21.4.6  使用近节点集群进行节点映射
第22章  案例—概率分析
22.1  概率分析
22.1.1  概述
22.1.2  问题描述
22.1.3  直接蒙特卡罗评价
22.1.4  使用元模型的蒙特卡罗分析
22.1.5  蒙特卡罗分类器
22.1.6  分岔分析
22.2  分岔/异常值分析
22.2.1  概述
22.2.2  问题描述
22.2.3  蒙特卡罗评价
22.2.4  屈曲模式的自动识别
22.2.5  手动识别屈曲模式
22.3  使用一次二阶矩法（FOSM）的基于可靠性设计优化（RBDO）
22.4  鲁棒参数设计
22.5  公差优化
22.5.1  概述
22.5.2  问题描述
22.5.3  基于导入元模型的固定公差蒙特卡罗分析
22.5.4  公差优化设置及结果
22.5.5  RBDO与公差优化的对比
22.6  使用随机场
22.6.1  只使用随机场
22.6.2  一个变量和一个随机场
22.6.3  使用随机场重复实验
22.6.4  使用固定随机场

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