Radioss 基础理论与工程高级应用

1. 专业权威：澳汰尔公司Radioss技术团队编写，官方指定学习教程。

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《Radioss基础理论与工程高级应用》主要内容为Radioss求解器的理论基础、材料、单元属性、接触设置、连接设置，以及Radioss模型优化、Radioss用户二次开发和Radioss领域应用等。汽车领域工具应用具体介绍了假人调姿、座椅机构调整、安全带建模、气囊折叠等功能；汽车碰撞工况仿真分析针对中汽研（C-NCAP）和中保研（CIRI）的汽车碰撞安全应用，讲解了建模规范、工况设置、分析结果后处理以及评价方法；电子与家电行业应用方面则详述了模型搭建、跌落仿真及多工况、准静态工况的应用案例。
《Radioss基础理论与工程高级应用》可作为HyperWorks软件Radioss求解器的培训用书，也适合机械、汽车、航空航天、军工、重型装备、电子及家电等行业的科研和工程技术人员参考和学习。

序一
序二
前言

第1章 Radioss求解器介绍
1.1 求解器功能亮点
1.2 Altair仿真平台以及全面的领域应用
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 内存和磁盘要求
1.5 运行Radioss
1.5.1 使用Altair Compute Console 提交Radioss计算
1.5.2 使用脚本运行Radioss
1.5.3 从前处理中运行Radioss
1.6 Radioss模型前处理
1.7 Radioss结果后处理

第2章 显式求解和时间步长
2.1 非线性动力学基本理论
2.2 有限元控制方程的积分算法
2.3 时间步长
2.3.1 临界时间步长
2.3.2 时间步长控制
2.3.3 单元特征长度
2.4 质量缩放

第3章 材料
3.1 Radioss材料数据的准备
3.2 金属材料模型
3.2.1 应变率效应
3.2.2 温度影响
3.2.3 可变弹性模量
3.2.4 硬化
3.2.5 屈服和压力的关系3.2.6常用金属屈服属性汇总
3.3 材料失效
3.3.1 在材料卡片/MAT中定义失效
3.3.2 在失效卡片/FAIL中定义失效
3.4 超弹性材料
3.4.1 Ogden模型
3.4.2 Yeoh模型
3.4.3 Arruda-Boyce模型
3.4.4 超弹性材料的常见试验
3.4.5 超弹性材料的单元属性设置
3.4.6 超弹性、黏弹性模型功能汇总
3.5 复合材料的建模
3.5.1 复合材料的材料模型
3.5.2 复合材料的失效模型

第4章 单元属性
4.1 壳单元
4.1.1 4点壳单元或3点壳单元
4.1.2 壳单元的形函数
4.1.3 壳单元质量分配和转动惯量
4.1.4 壳单元中的沙漏处理
4.1.5 壳单元中力和力矩的计算
4.1.6 塑性计算
4.2 实体单元
4.2.1 沙漏模型
4.2.2 小应变参数
4.2.3 四面体单元
4.2.4 连接实体单元
4.3 壳单元和实体单元坐标系统
4.3.1 4节点壳单元
4.3.2 3节点壳单元
4.3.3 实体单元和厚壳
4.3.4 四面体单元
4.3.5 材料坐标系统
4.4 复合材料单元属性
4.4.1 壳体单元
4.4.2 实体单元
4.4.3 交叉异性单元
4.5 弹簧单元
4.5.1 弹簧的内力和弯矩计算
4.5.2 弹簧的强化方式选择（H参数）
4.5.3 弹簧的失效方式
4.6 连接单元
4.6.1 KJOINT2的连接类型
4.6.2 KJOINT2的建模要求和坐标系
4.6.3 KJOINT2的位移和角度锁止
4.6.4 KJOINT2的刚度和阻尼

第5章 其他设置
5.1 接触设置
5.1.1 非线性罚函数接触算法
5.1.2 线性罚函数接触算法
5.1.3 /FRICTION和/FRIC_ORIENT 摩擦系数
5.1.4 接触推荐设置
5.2 连接设置
5.2.1 刚体(/RBODY)
5.2.2 刚性连接（/RLINK）
5.2.3 碰撞中的螺栓建模
5.2.4 焊点和黏胶建模

第6章 Radioss模型优化
6.1 Radioss的RADOPT功能
6.1.1 RADOPT优化介绍
6.1.2 RADOPT的优化流程
6.1.3 RADOPT优化文件的定义
6.1.4 运行RADOPT优化
6.2 Radioss实体单元拓扑优化示例
6.2.1 优化模型介绍
6.2.2 优化设置
6.2.3 RADOPT计算结果查看

第7章 Radioss用户二次开发子程序简介
7.1 Radioss二次开发的准备工作
7.1.1 用户动态库
7.1.2 编译步骤
7.2 Radioss用户材料模型二次开发
7.2.1 LECMnn 的starter子程序
7.2.2 SIGEPSnn的engine子程序
7.3 Radioss材料失效模型二次开发
7.4 Radioss用户单元属性二次开发
7.4.1 单元属性的starter子程序LECGnn和RINInn
7.4.2 初始化starter子程序RINInn
7.4.3 单元属性的engine子程序
7.5 可访问的函数
7.6 Abaqus与Radioss二次开发比较

第8章 汽车领域工具应用
8.1 约束系统建模工具
8.1.1 假人位置调姿与预模拟
8.1.2 座椅机构调整工具
8.1.3 座椅泡沫压缩工具
8.1.4 安全带建模工具
8.2 壁障模型放置工具
8.3 行人保护建模工具
8.4 安全气囊及其折叠工具
8.4.1 有限体积法安全气囊
8.4.2 气囊的网格
8.4.3 安全气囊常见要求
8.4.4 排气孔和织物透气性控制
8.4.5 安全气囊接触
8.4.6 安全气囊稳定计算
8.4.7 FVM安全气囊的时间历程和动画输出
8.4.8 安全气囊建模要求
8.4.9 安全气囊折叠工具

第9章 汽车碰撞工况仿真分析
9.1 汽车碰撞仿真模型
9.1.1 模型组成
9.1.2 仿真分析设置
9.1.3 Radioss重启动分析
9.1.4 模型精度控制
9.1.5 结果后处理
9.1.6 重要部件失效模拟及建议
9.2 100%正面刚性墙碰撞工况
9.2.1 100%正面刚性墙碰撞分析规范
9.2.2 汽车碰撞车身分区
9.2.3 100%整车刚性壁障碰撞分析模型
9.2.4 100% 整车刚性壁障碰撞分析评价指标
9.3 正面可变形壁障工况
9.3.1 40%正面可变形壁障的分析规范
9.3.2 MPDB碰撞分析规范
9.4 25%小偏置碰撞工况
9.4.1 25%小偏置碰撞试验规范
9.4.2 25%小偏置碰撞策略
9.4.3 车体评价体系
9.4.4 后处理
9.5 AE-MDB碰撞工况
9.5.1 AE-MDB碰撞试验规范
9.5.2 AE-MDB评价体系及后处理
9.6 侧面柱碰工况
9.6.1 侧面柱碰分析规范
9.6.2 侧面柱碰分析结果评价
9.6.3 侧面柱碰优化策略

第10章 电子与家电行业应用
10.1 概述
10.2 电子与家电行业仿真模型的搭建
10.2.1 电子与家电行业建模的单元网格标准
10.2.2 材料本构的选取
10.2.3 仿真接触类型
10.2.4 连接关系建模方法
10.2.5 跌落分析常见问题
10.3 跌落仿真的推荐参数
10.3.1 材料单位系统
10.3.2 全局默认参数
10.3.3 单元属性推荐参数
10.3.4 接触算法推荐参数
10.3.5 输出设置
10.4 电子与家电行业案例
10.4.1 跌落仿真
10.4.2 多工况仿真
10.4.3 准静态工况分析
10.4.4 Radioss 结合 HyperStudy 多学科优化

第11章 Radioss流固耦合
11.1 SPH粒子法
11.1.1 SPH建模
11.1.2 SPH计算时间步长
11.1.3 SOL2SPH
11.2 ALE
11.2.1 ALE边界约束和定义
11.2.2 ALE材料
11.2.3 ALE网格/单元属性
11.2.4 ALE接触设置
11.2.5 ALE常用功能推荐
11.2.6 ALE输出控制
11.2.7 ALE计算的检查

附录

Radioss非线性求解器在1986年由法国MECALOG公司开发完成。2006年，Altair公司收购MECALOG公司之后，将Radioss集成到著名的 Altair软件平台中。作为领先的有限元瞬态非线性分析求解器，Radioss凭借其高精度、高可扩展性、高鲁棒性等特性，提供面向行业工程问题的全面解决方案，结合Altair公司强大的仿真、大数据、高性能、物联网软件平台，以及面向工程问题的技术支持能力，帮助用户提升产品品质、降低研发周期，实现产品在设计和验证阶段的数字孪生，为用户提供决策所需要的关键信息。
Radioss求解器经过30多年的不断迭代更新，在汽车、电子与家电、航空航天、军工、医疗等领域已处于领先地位，成为五星级模拟分析软件。解决方案、产品、技术支持和服务是Altair公司的核心竞争力。Altair公司与用户共同成长，参与了航空航天、电子、船舶、轨道交通、重型机械、军工等行业众多型号和产品的研发，以及后的实际应用，加强与各企业、科研院所、高校的仿真相关人员、领域专家交流，不仅为用户带来了价值，也对Radioss求解器乃至Altair软件平台的发展起到了巨大的促进作用。
时光飞逝，距离上一版本Radioss图书的出版已经有近八年时间，Radioss求解器已经为大众所熟知，求解器版本也随着Atlair 软件平台更新到了2021版，并不断增加新功能。Altair工程师根据用户反馈的真实需求，通过算法专家和软件专家的提炼与升华，开发出了这些简便、易用、强大的新功能。不仅如此，在过去的时间里，Altair工程师结合整个Altair软件平台为用户打造了一个集物联网、仿真、大数据、高性能计算于一体，针对各个行业的、完整的解决方案。Altair工程师和专家们也会帮助用户对其整个仿真流程的各个环节进行诊断和优化，从而达到将虚拟样机测试阶段提前到物理样机测试阶段之前的目的，这样一来，将为用户节省巨大成本，并提升产品研发交付的效率。
《Radioss基础理论与工程高级应用》编写团队包括孙靖超、陆淑君、李健、陈正宇、刘家员、苏聚玥。实习生邢鑫梅、吕若凡也参与了视频录制和文章校对工作。
由于近些年Altair软件平台和Radioss求解器的改进非常迅速，再加上作者水平所限，书中不足之处在所难免，恳请各位读者提出宝贵建议。作者也希望与大家共同探讨技术问题，读者可发邮件至[email protected]或者关注微信公众号AltairChina来与作者沟通交流。

孙靖超博士以及全体Radioss团队技术人员