基本介紹

LS-DYNA程序（最新版本17.2版）是功能齊全的幾何非線性（大位移、大轉(zhuǎn)動和大應(yīng)變）、材料非線性（140多種材料動態(tài)模型）和接觸非線性（50多種）程序。它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；以非線性動力分析為主，兼有靜力分析功能（如動力分析前的預(yù)應(yīng)力計算和薄板沖壓成型后的回彈計算）；軍用和民用相結(jié)合的通用結(jié)構(gòu)分析非線性有限元程序，是顯式動力學(xué)程序的鼻祖和先驅(qū)。

特色功能

功能特點

1. 分析能力

· 非線性動力學(xué)分析

· 多剛體動力學(xué)分析

· 準靜態(tài)分析（鈑金成型等）

· 熱分析

· 結(jié)構(gòu)-熱耦合分析

· 流體分析：

歐拉方式

任意拉格朗日-歐拉（ALE）

流體-結(jié)構(gòu)相互作用

不可壓縮流體CFD分析

· 有限元-多剛體動力學(xué)耦合分析（MADYMO，CAL3D）

· 水下沖擊

· 失效分析

· 裂紋擴展分析

· 實時聲場分析

· 設(shè)計優(yōu)化

· 隱式回彈

· 多物理場耦合分析

· 自適應(yīng)網(wǎng)格重劃

·并行處理（SMP和MPP）

2.材料模式庫(140多種)

· 金屬

· 塑料

· 玻璃

· 泡沫

· 編制品

· 橡膠（人造橡膠）

· 蜂窩材料

· 復(fù)合材料

· 混凝土和土壤

· 炸藥

· 推進劑

· 粘性流體

· 用戶自定義材料

3.單元庫

· 體單元

· 薄/厚殼單元

· 梁單元

· 焊接單元

· 離散單元

· 束和索單元

· 安全帶單元

· 節(jié)點質(zhì)量單元

· SPH單元

4.接觸方式(50多種)

· 柔體對柔體接觸

·柔體對剛體接觸

·剛體對剛體接觸

·邊-邊接觸

·侵蝕接觸

·充氣模型

·約束面

·剛墻面

·拉延筋

5.汽車行業(yè)的專門功能

·安全帶

·滑環(huán)

·預(yù)緊器

·牽引器

·傳感器

·加速計

·氣囊

·混合III型假人模型

6.初始條件、載荷和約束功能

·初始速度、初應(yīng)力、初應(yīng)變、初始動量（模擬脈沖載荷）；

·高能炸藥起爆；

·節(jié)點載荷、壓力載荷、體力載荷、熱載荷、重力載荷；

·循環(huán)約束、對稱約束（帶失效）、無反射邊界；

·給定節(jié)點運動（速度、加速度或位移）、節(jié)點約束；

·鉚接、焊接（點焊、對焊、角焊）；

·二個剛性體之間的連接－球形連接、旋轉(zhuǎn)連接、柱形連接、平面連接、萬向連接、平移連接；

·位移/轉(zhuǎn)動之間的線性約束、殼單元邊與固體單元之間的固連；

·帶失效的節(jié)點固連。

7.自適應(yīng)網(wǎng)格剖分功能

自動剖分網(wǎng)格技術(shù)通常用于薄板沖壓變形模擬、薄壁結(jié)構(gòu)受壓屈曲、三維鍛壓問題等大變形情況，使彎曲變形嚴重的區(qū)域皺紋更加清晰準確。

對于三維鍛壓問題，LS-DYNA主要有兩種方法：自適應(yīng)網(wǎng)格剖分和任意拉格朗日-歐拉網(wǎng)格（ALE）網(wǎng)格進行Rezoning，三維自適應(yīng)網(wǎng)格剖分采用的是四面體單元。

8.ALE和Euler列式

ALE列式和Euler列式可以克服單元嚴重畸變引起的數(shù)值計算困難，并實現(xiàn)流體-固體耦合的動態(tài)分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能：

·多物質(zhì)的Euler單元，可達20種材料；

·若干種Smoothing算法選項；

·一階和二階精度的輸運算法；

·空白材料；

·Euler邊界條件：滑動或附著條件；

·聲學(xué)壓力算法；

·與Lagrange列式的薄殼單元、實體單元和梁單元的自動耦合。

9.SPH算法

SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光順質(zhì)點流體動力算法是一種無網(wǎng)格Lagrange算法，最早用于模擬天體物理問題，后來發(fā)現(xiàn)解決其它物理問題也是非常有用的工具，如連續(xù)體結(jié)構(gòu)的解體、碎裂、固體的層裂、脆性斷裂等。SPH算法可以解決許多常用算法解決不了的問題，是一種非常簡單方便的解決動力學(xué)問題的研究方法。由于它是無網(wǎng)格的，它可以用于研究很大的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。

SPH算法適用于超高速碰撞、靶板貫穿等過程的計算模擬。

10.邊界元法

LS-DYNA程序采用邊界元法BEM（Boundary Element Method）求解流體繞剛體或變形體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)流動，該算法限于非粘性和不可壓縮的附著流動。

11.隱式求解

用于非線性結(jié)構(gòu)靜動力分析，包括結(jié)構(gòu)固有頻率和振型計算。LS-DYNA中可以交替使用隱式求解和顯式求解，進行薄板沖壓成型的回彈計算、結(jié)構(gòu)動力分析之前施加預(yù)應(yīng)力等。

12.熱分析

LS-DYNA程序有二維和三維熱分析模塊，可以獨立運算，也可以與結(jié)構(gòu)分析耦合，可進行穩(wěn)態(tài)熱分析，也可進行瞬態(tài)熱分析，用于非線性熱傳導(dǎo)、靜電場分析和滲流計算。

熱傳導(dǎo)單元：8節(jié)點六面體單元（3D），4節(jié)點四邊形單元（2D）；

材料類型：各向同性、正交異性熱傳導(dǎo)材料，可以與溫度相關(guān)，以及各向同性熱傳導(dǎo)材料的相變；

邊界條件：給定熱流flux邊界，對流convection邊界，輻射radiation邊界，以及給定溫度邊界，它們可隨時間變化；給定初始溫度，可計算二個物體接觸界面的熱傳導(dǎo)和熱輻射，給定材料內(nèi)部熱生成（給定熱源）；

熱分析采用隱式求解方法，過程控制有：

·穩(wěn)態(tài)分析還是瞬態(tài)分析；

·線性問題還是非線性問題；

·時間積分法：Crank-Nicholson法（a=0.5）和向后差分法（a=1）；

·求解器：直接法或迭代法；

·自動時步長控制。

13.不可壓縮流場分析

LS-DYNA不可壓縮流求解器是960版新增加的功能，用于模擬分析瞬態(tài)、不可壓、粘性流體動力學(xué)現(xiàn)象。求解器中采用了超級計算機的算法結(jié)構(gòu)，在確保有限元算法優(yōu)點的同時計算性能得到大幅度提高，從而在廣泛的流體力學(xué)領(lǐng)域具有很強的適用性。

14.多功能控制選項

·多種控制選項和用戶子程序使得用戶在定義和分析問題時有很大的靈活性。

·輸入文件可分成多個子文件；

·用戶自定義子程序；

·二維問題可以人工控制交互式或自動重分網(wǎng)格（REZONE）；

·重啟動；

·數(shù)據(jù)庫輸出控制；

·交互式實時圖形顯示；

·開關(guān)控制-可監(jiān)視計算過程的狀態(tài)；

·對32位計算機可進行雙精度分析。

15.前后處理功能

LS-DYNA利用ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-POST強大的前后處理模塊，具有多種自動網(wǎng)格劃分選擇，并可與大多數(shù)的CAD/CAE軟件集成并有接口。

后處理：結(jié)果的彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、等值面、粒子流跡顯示、立體切片、透明及半透明顯示；變形顯示及各種動畫顯示；圖形的PS、TIFF及HPGL格式輸出與轉(zhuǎn)換等。

16.支持的硬件平臺

LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本是同時發(fā)行的。MPP版本使一項任務(wù)可同時在多臺分布計算機上進行計算，從而最大限度地利用已有計算設(shè)備，大幅度減少計算時間。計算效率隨計算機數(shù)目增多而顯著提高。

LS-DYNA 960版的SMP版本和MPP版本可以在PC機（NT、LINUX環(huán)境）、UNIX工作站、超級計算機上運行。

應(yīng)用領(lǐng)域

汽車工業(yè)

¨ 碰撞分析

¨ 氣囊設(shè)計

¨ 乘客被動安全

¨ 部件加工

航空航天

¨ 鳥撞；

¨ 葉片包容；

¨ 飛機結(jié)構(gòu)沖擊動力分析；

¨ 碰撞，墜毀；

¨ 沖擊爆炸及動態(tài)載荷；

¨ 火箭級間分離模擬分析；

¨ 宇宙垃圾碰撞；

¨ 特種復(fù)合材料設(shè)計

制造業(yè)

¨ 沖壓

¨ 鍛造

¨ 鑄造

¨ 切割等

建筑業(yè)

¨ 地震安全

¨ 混凝土結(jié)構(gòu)

¨ 爆破拆除

¨ 公路橋梁設(shè)計

國防

¨ 內(nèi)彈道和終點彈道；

¨ 裝甲和反裝甲系統(tǒng)；

¨ 穿甲彈與破甲彈設(shè)計；

¨ 戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計；

¨ 沖擊波傳播；

¨ 侵徹與開坑；

¨ 空氣，水與土壤中爆炸；

¨ 核廢料容器設(shè)計，等

電子領(lǐng)域

¨ 跌落分析

¨ 包裝設(shè)計

¨ 熱分析

¨ 電子封裝

石油工業(yè)

¨ 液體晃動；

¨ 完井射孔；

¨ 管道設(shè)計；

¨ 爆炸切割；

¨ 事故模擬；

¨ 海上平臺設(shè)計

其它應(yīng)用

玻璃成型

生物醫(yī)學(xué)

體育器材（高爾夫桿，高爾夫球，棒球桿，頭盔）

調(diào)度優(yōu)化

LS-Dyna軟件許可證的調(diào)度和優(yōu)化

Lanmantech公司研發(fā)的licManager產(chǎn)品充分研究識別IBMLUM及其他主流授權(quán)機制并利用LMT核心計算模式在不影響軟件許可證本身授權(quán)機制的基礎(chǔ)上對許可證進行閑置識別、資源調(diào)度從而提高許可證的使用率。它的解決方案已被多家世界500強企業(yè)所采用。并且可以為企業(yè)節(jié)省30%左右的許可證費用。