第1章 MSC.Dytran及其由來
1.1工程中的瞬態動力學問題
很多行業的工程設計問題中都存在瞬態動力學問題。例如，飛機設計中需要考慮結構受到飛鳥撞擊時所產生的損傷，船舶的設計中需要考慮船體結構與礁石或其他船只發生碰撞時的安全性，汽車的設計中需要考慮發生撞車事故時乘員安全保護裝置能否正常工作以及車體在撞擊中其強度與剛度如何，坦克及其他裝甲車輛在設計中需要考慮其裝甲抵抗彈丸穿透的能力，炸彈的設計需考慮其爆炸時產生的威力如何，等等，不勝枚舉。這些問題往往都涉及一些的瞬態動力學過程。如果不采用分析的方法，完全使用試驗手段，存在研制周期長，經費消耗多，成功率低等弊端。隨著計算機輔助工程（CAE）技術的發展，采用瞬態動力學分析的方法對這些工程設計問題所涉及的特定的瞬態動力學過程進行數值仿真，以此作為設計工作的輔助手段，則能極大地提高工作效率。大型通用有限元程序MSC.Dytran就是用來滿足這一需要的。
1.2 MSC.Dytran及其由來
Dytran是DYNAMIC TRANSIENT ANALYSIS 的縮寫，即瞬態動力學分析。
MSC.Dytran是由MSC公司原來的兩個瞬態動力學分析程序MSC/DYNA與MSC/PISCES合并而成。DYNA與PISCES分別是美國與歐洲的國防部門的一些研究機構為解決武器系統設計中常常遇到的瞬態動力學問題而開發的有限元程序，后被MSC公司收購，由MSC公司進行維護與推廣與進一步的開發，成為商業性的程序：MSC/DYNA與MSC/PISCES。兩者雖同為瞬態動力學分析程序，但不同之處在于：前者采用拉格朗日分析法，適用于固體與固體之間的碰撞，后者采用歐拉分析法，適用于流體的瞬態流動及固體碰撞的更高速度的情形。合并后的Dytran軟件具有更為廣泛的適應性，并且由于將拉格朗日求解器與歐拉求解器相互結合起來，能夠處理各種流固耦合問題，成為功能十分強大的大型通用有限元瞬態動力學分析程序。
1.3 MSC.Dytran的主要分析功能
MSC.Dytran是一種用于分析結構及流體材料的非線性動態行為的有限元程序。MSC.Dytran與MSC.Nastran的動力學分析功能有很大的不同。MSC.Nastran的動力學分析主要地是動特性分析，動態過程仿真分析的功能很弱，而MSC.Dytran完全是一種動態過程仿真分析程序。此外，MSC.Nastran包含許多不同的求解序列，而MSC.Dytran沒有求解序列之分。該程序采用顯式積分法并能模擬各種材料及幾何非線性，特別適合于分析包含大變形、高度非線性和復雜的動態邊界條件的短暫的瞬態動力學過程。軟件中同時提供拉格朗日求解器與歐拉求解器，因而既能模擬結構又能模擬流體。拉格朗日網格與歐拉網格之間可以進行耦合，從而可以分析流體與結構之間的相互作用。軟件具有豐富的材料模型，能夠模擬從金屬、非金屬（包括土壤、塑料、橡膠等）到復合材料的各種材料的從線彈性、屈服、狀態方程、破壞、剝離到爆炸燃燒等各種材料行為模式。
目前已有的應用Dytran作分析的典型的工程問題有：
● 氣囊充氣過程分析
● 氣囊與乘員的交互作用分析
● 鈑金成形分析
● 武器系統設計分析
● 鳥撞航空結構分析
● 結構承受爆炸波載荷的響應分析
● 高速彈丸穿透分析
● 船舶 碰撞分析
● 車輛碰撞分析
由于MSC.Dytran具有強大的仿真功能，從理論上講幾乎可以模擬任何力學過程，用戶根據自己的需要，創造性地運用該程序，能夠開發出許多新的、精彩的應用功能來。這也正是MSC.Dytran的魅力所在。...............