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日志

LS-DYNA功能描述

已有 2120 次阅读2011-4-5 11:54 |

LS-DYNA功能描述

•分析能力
非线性动力学分析、多刚体动力学分析、准静态分析(钣金成型等)、热分析、结构-热耦合分析、流体分析(包括欧拉方式,任意拉格郎日-欧拉(ALE),流体-结构相互作用)、不可压缩流体CFD分析等、有限元-多刚体动力学耦合分析(MADYMO,CAL3D)、水下冲击、失效分析、裂纹扩展分析、实时声场分析、设计优化、隐式回弹、多物理场耦合分析、自适应网格重划、并行处理(SMP和MPP)
•材料模式库(160多种)
金属、塑料、玻璃、泡沫、编制品、橡胶(人造橡胶)、蜂窝材料、复合材料、混凝土和土壤、炸药、推进剂、粘性流体、用户自定义材料 
•单元库
体单元、薄/厚壳单元、梁单元、焊接单元、离散单元、束和索单元、安全带单元、节点质量单元、SPH单元等
•接触方式(50多种)
柔体对柔体接触、柔体对刚体接触、刚体对刚体接触、边-边接触、侵蚀接触、充气模型、约束面、刚墙面、拉延筋
•状态方程
在LS-DYNA的材料模型中有较多的非常规材料可通过状态方程来描述,如高速碰撞下的结构材料、流体、物质燃烧等有化学反应的过程都必须采用状态方程来描述。LS-DYNA有14种状态方程,可以描述各种非常复杂的物理现象中材料的体积变形行为。
•汽车行业的专门功能
安全带单元、滑环、预紧器、牵引器、传感器、加速计、气囊、混合III型假人模型
•初始条件、载荷和约束功能
初始速度、初应力、初应变、初始动量(模拟脉冲载荷);高能炸药起爆;节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷;循环约束、对称约束(带失效)、无反射边界;给定节点运动(速度、加速度或位移)、节点约束;铆接、焊接(点焊、对焊、角焊);二个刚性体之间的连接-球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万向连接、平移连接;位移/转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连;带失效的节点固连
•自适应网格剖分功能
自动剖分网格技术通常用于薄板冲压成形模拟、薄壁结构受压屈曲、三维锻压问题等大变形情况,使弯曲变形严重的区域皱褶更加清晰准确。对于三维锻压的网格畸变问题,LS-DYNA主要有两种方法,一种为自适应网格剖分,另一种为任意拉格朗日-欧拉网格(ALE)配合网格的Rezoning。三维自适应网格剖分采用的是四面体单元。
•ALE和Euler列式
ALE列式和Euler列式可以克服单元严重畸变引起的数值计算困难,并实现流体-固体耦合的动态分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能:
多物质的Euler单元可达20种材料;多种Smoothing算法选项;一阶和二阶精度的输运算法;空白材料;Euler边界条件:滑动或附着条件;声学压力算法;与Lagrange列式的薄壳单元、实体单元和梁单元的自动耦合。
•平滑粒子流体动力学算法SPH
SPH是一种无网格Lagrange算法,可以解决许多常用算法解决不了的问题,如天体物理现象模拟、连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等;对于超高速碰撞、靶板贯穿等过程的模拟,SPH算法有着独到的优势。
•隐式求解
为更好地模拟静动力混合过程,LS-DYAN加入了隐式算法,可以交替使用隐式求解和显式求解,用于模拟冲压成型及回弹过程、预应力下的冲击过程等。
•热分析
LS-DYNA程序有二维和三维热分析功能,也可与结构进行耦合分析,可进行稳态热分析、瞬态热分析,用于非线性热传导、静电场分析和渗流计算。
•多功能控制选项
多种控制选项和用户子程序使得用户在定义和分析问题时有很大的灵活性。主要控制功能有:输入文件可分成多个子文件;用户自定义子程序;二维问题可以人工控制交互式或自动重分网格(REZONE);重启动;数据库输出控制;交互式实时图形显示;开关控制-可监视计算过程的状态;对32位计算机可进行双精度分析。
•前后处理功能
LS-DYNA利用PATRAN、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-PREPOST强大的前后处理模块,具有多种自动网格划分选择,并可与大多数的CAD/CAE软件集成并有接口。
后处理:结果的彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、等值面、粒子流迹显示、立体切片、透明及半透明显示;变形显示及各种动画显示;图形的PS、TIFF及HPGL格式输出与转换等。
支持的硬件平台
LS-DYNA同时具有单机多CPU(SPM)和多机多CPU并行处理处理能力,可在各种硬件平台上运行,包括PC、Unix工作站、Linux、超级计算机、以及MPP (大信息量并行处理机)平台。
关于AUTODYN和LS-DYNA ,其主要的优缺点为:
(1)AUTODYN相对于LS-DYNA,使用相对简单,学习起来比较容易。
(2)AUTODYN自带材料库,材料参数比较齐全。
(3)AUTODYN二维不支持多cpu并行运算,无法发挥多核处理器的效能,LS-DYNA不存在该问题。
(4)LS-DYNA适合于做碰撞,但是作爆炸,效果不如AUTODYN理想。如果要做接触爆炸和近场爆炸,那么
就选AUTODYN,如果想做远场,那就选ABAQUS,精度比DYNA要好。
(5)LS-DYNA以LAGRANGE算法为主,兼有和Euler和ALE算法,而AUTODYN则不同,该程序擅长计算多物质
场,其LAGRANGE算法和Euler算法的功能都很强。
(6)AUTODYN在linu系统下没有图形用户界面,但可以求解,这对随时查看计算结果有影响;LS-DYNA不
存在该问题。(ANSYS13.0开始AUTODYN可以在linux下运行)
(7)AUTODYN并行计算设置较烦,也可能是为了更有效地利用cpu的并行计算能力,而LS-DYNA适合并行计
算设置。
(8) AUTODYN多核处理器支持不理想。在windows平台,四核处理器,运算单个任务CPU利用率可达25%,而
运行3个任务时往往40%都不到。
ls-dyna是几何非线性(大位移、大转动和大应变)、材料非线性(140多种材料动态模型)和接触非线性(50多种),以Lagrange算法为主,兼有ALE和Euler算法;以显示求解为主,兼有隐式求解功能;以结构分析为主,兼有热分析、流体-结构耦合功能;以非线性动力分析为主,兼有静力分析功能。
autodyn是一款高度非线性显式有限元分析程序,该软件拥有Euler、Lagrange、ALE、SPH等众多求解器,以及300多种常用的材料数据库和完全的流固耦合技术。其结果重新映射技术和部件激活抑制技术极大的提高了用户的计算效率。 
近些年,随着电脑的飞速发展,有限元软件的开发也是日新月异。特别是随着人们对结构分析的精确性和高端性的追求,越来越多的国内外有限元软件被结构工程师所采用。
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