LS-DYNA程序960版(现在已(yǐ)经有971版了)是功能(néng)齐全的几(jǐ)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(zhǒng))程序。它(tā)以Lagrange算(suàn)法为主,兼有ALE和Euler算法;以显式求(qiú)解为主,兼有隐式求解功能;以结构分析为主,兼有热分析、流(liú)体(tǐ)-结构耦合(hé)功(gōng)能;以非(fēi)线性动(dòng)力分析为主,兼有静力分(fèn)析功能(如(rú)动力分析前的预应力计(jì)算(suàn)和薄(báo)板冲压(yā)成型后的回弹计算);军用和民用相结合(hé)的通用结(jié)构分析非线性有限(xiàn)元程序。是显式动力学程序的(de)鼻祖和先驱,在(zài)该领域仍然无(wú)出其右者(zhě)。

¨ 非(fēi)线性动力学(xué)分(fèn)析
¨ 多刚体动力(lì)学分析
¨ 准静(jìng)态分(fèn)析(钣(bǎn)金成型等)
¨ 热分(fèn)析(xī)
¨ 结构-热(rè)耦合分(fèn)析(xī)
¨ 流体分析:
欧拉方式
任意拉格朗日-欧(ōu)拉(lā)(ALE)
流体(tǐ)-结构相互作用
不可(kě)压缩流体CFD分(fèn)析(xī)
¨ 有(yǒu)限元-多刚(gāng)体动力学(xué)耦合分(fèn)析(xī) (MADYMO,CAL3D)
¨ 水下冲击
¨ 失效分(fèn)析(xī)
¨ 裂(liè)纹扩(kuò)展分析
¨ 实时声场分(fèn)析
¨ 设(shè)计优(yōu)化(huà)
¨ 隐式回弹
¨ 多(duō)物理(lǐ)场耦(ǒu)合分析
¨ 自适应网格重划
¨ 并行处理(SMP和MPP)
2.材料模式库(140多种)
¨ 金属
¨ 塑料
¨ 玻璃
¨ 泡沫
¨ 编制品
¨ 橡胶(jiāo)(人(rén)造橡胶)
¨ 蜂窝(wō)材料
¨ 复合材料
¨ 混凝(níng)土(tǔ)和土壤(rǎng)
¨ 炸药
¨ 推进剂
¨ 粘性流体
¨ 用户自定义材料
3.单元库
¨ 体单元(yuán)
¨ 薄/厚壳单元
¨ 梁单(dān)元
¨ 焊接单元
¨ 离散单元
¨ 束和索(suǒ)单元
¨ 安全(quán)带单元
¨ 节点质量单元
¨ SPH单元
4.接触方式(50多种)
¨ 柔体对柔体(tǐ)接触
¨ 柔体(tǐ)对刚体接触
¨ 刚体对(duì)刚体接(jiē)触
¨ 边-边接触
¨ 侵蚀(shí)接触
¨ 充气模型
¨ 约束面
¨ 刚墙面
¨ 拉延筋(jīn)
5.汽车行业的(de)专(zhuān)门功能
¨ 安全带
¨ 滑环
¨ 预紧器
¨ 牵引器
¨ 传感器
¨ 加速计(jì)
¨ 气囊
¨ 混合(hé)III型(xíng)假人模型(xíng)
6.初始条件、载荷和约(yuē)束功能
¨ 初(chū)始速度、初应力、初应变、初始动量(liàng)(模拟(nǐ)脉冲载荷);
¨ 高(gāo)能炸药起爆;
¨ 节(jiē)点载荷、压力载荷、体力载(zǎi)荷、热载荷(hé)、重力载荷;
¨ 循环约束、对称(chēng)约束(带失效)、无反射边界;
¨ 给定节点运(yùn)动(dòng)(速(sù)度、加速度或位移)、节点约束;
¨ 铆(mǎo)接(jiē)、焊接(点焊、对焊、角焊);
¨ 二个刚性体(tǐ)之间(jiān)的连接-球形连(lián)接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万(wàn)向(xiàng)连接、平(píng)移连接;
¨ 位移/转动之间(jiān)的线性约束、壳单元边与固体单元之(zhī)间的固(gù)连;
¨ 带失效的节点固连。
7.自适应网格剖(pōu)分功能
自动剖分网(wǎng)格技术通常用于薄板冲(chōng)压变形(xíng)模拟、薄壁结构受压屈曲、三维锻压(yā)问题等大变形(xíng)情况,使弯曲(qǔ)变形严重的区域皱纹(wén)更加清晰准(zhǔn)确。
对(duì)于三维锻压问题,LS-DYNA主要有(yǒu)两种方(fāng)法:自适应网格剖分和任(rèn)意拉格朗(lǎng)日-欧拉网格(ALE)网格进行Rezoning),三维自适应网格剖分采用的(de)是四面(miàn)体单元。
8. ALE和Euler列(liè)式
ALE列式和Euler列式可以克服(fú)单元严(yán)重畸变(biàn)引(yǐn)起的数值计算困难(nán),并实现流(liú)体-固体耦合的(de)动(dòng)态分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式(shì)有以下功能(néng):
? 多物(wù)质的Euler单元,可达20种材料;
? 若干(gàn)种Smoothing算法选项(xiàng);
? 一(yī)阶和二阶精度的(de)输运算(suàn)法;
? 空白材(cái)料(liào);
? Euler边界条件(jiàn):滑动或附着条件;
? 声学压力算法;
? 与Lagrange列(liè)式的薄壳单元、实体(tǐ)单元和(hé)梁单元的(de)自动耦合。
9.SPH算法(fǎ)
SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)光顺质点流体动力算(suàn)法是一(yī)种无网格Lagrange算法,最早用于模拟天体物理问题,后来发现解决其它物理问(wèn)题也(yě)是非常有用的工具,如连(lián)续体结(jié)构的(de)解(jiě)体、碎裂(liè)、固体的(de)层(céng)裂、脆(cuì)性断裂(liè)等。SPH算法可以解决许多常用算法解决不了的问(wèn)题,是一种非常简单方(fāng)便的解决动力(lì)学问题的研究方法。由于它是无网格的,它可以用于(yú)研究很大的不规则结构(gòu)。
SPH算法适用于(yú)超高速碰(pèng)撞、靶(bǎ)板贯(guàn)穿等(děng)过程的计(jì)算模(mó)拟(nǐ),下图是泰勒杆冲击试验模拟。
10.边界元法(fǎ)
LS-DYNA程序采用边界(jiè)元法BEM(Boundary Element Method)求解(jiě)流(liú)体绕刚体或变形体的(de)稳态或瞬态流动,该算法限于非粘性和不(bú)可(kě)压缩的附(fù)着(zhe)流动。
11.隐式求解
用于非线性结构(gòu)静动力(lì)分析,包(bāo)括结构固有(yǒu)频率和(hé)振型计算(suàn)。LS-DYNA中可(kě)以交(jiāo)替使用隐式(shì)求解(jiě)和显式求(qiú)解,进行(háng)薄板冲压成型的(de)回(huí)弹(dàn)计算、结(jié)构动力(lì)分析之前(qián)施加(jiā)预应力等。
12.热分析
LS-DYNA程(chéng)序有二维(wéi)和三维热分(fèn)析(xī)模(mó)块(kuài),可以独(dú)立运算,也可以与结构分(fèn)析耦合,可进行稳(wěn)态热分析,也可(kě)进行瞬态热分(fèn)析,用于非线(xiàn)性热传导、静电场分析和渗流计算(suàn)。
热(rè)传导单元:8节点六面体单元(yuán)(3D),4节点四边形单元(2D);
材料(liào)类型:各向同性、正交异性热传导材料,可以与温度相(xiàng)关(guān),以(yǐ)及各向同性热传导材料的相变;
边(biān)界条(tiáo)件:给定热流flux边界,对(duì)流convection边界,辐射radiation边界,以及给定温度边(biān)界,它们(men)可(kě)随时(shí)间变(biàn)化;给定初始温度(dù),可(kě)计(jì)算二个物体接(jiē)触界面的热(rè)传(chuán)导和热辐射,给定材料内部(bù)热(rè)生成(给定(dìng)热源);
热分析采(cǎi)用隐式求解方法(fǎ),过(guò)程控制(zhì)有(yǒu):
? 稳(wěn)态分析还是(shì)瞬态分析;
? 线性问题还是非线性问题(tí);
? 时间积(jī)分法:Crank-Nicholson法(a=0.5)和向(xiàng)后差分法( a=1);
? 求(qiú)解器:直接法(fǎ)或迭代法;
? 自(zì)动时步长控(kòng)制。
13.不可压缩流场分析
LS-DYNA不可(kě)压缩流求解器是960版新增加的功能,用于模拟分析瞬态、不可(kě)压、粘性流体动力学现(xiàn)象。求解器中采用(yòng)了超级(jí)计(jì)算(suàn)机(jī)的算法结构,在确(què)保有限元算法优点的(de)同时计算性能得(dé)到大幅度(dù)提高,从(cóng)而(ér)在广泛的流体力学领(lǐng)域(yù)具有(yǒu)很强的(de)适用(yòng)性。
14.多功能控(kòng)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(wèn)题时有很大的灵(líng)活性。
输入文件可分成(chéng)多个子文件;
用户自定(dìng)义子程序;
二维问题可以人(rén)工控制交(jiāo)互式或自动重分网格(REZONE);
重启动;
数据库输出控制;
交(jiāo)互式实时图形显示;
开关控制-可监(jiān)视计算过程的状(zhuàng)态;
对32位计算机可(kě)进(jìn)行双精度分析。
15.前后处(chù)理功能
LS-DYNA利用ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-POST强(qiáng)大的前后处理模块,具有多种自动网格划分(fèn)选(xuǎn)择,并可(kě)与大多数(shù)的CAD/CAE软件集成并有接口。
后处理:结果的彩色等值(zhí)线显示(shì)、梯度(dù)显(xiǎn)示、矢量显示、等值面、粒(lì)子流迹显示、立体(tǐ)切片、透(tòu)明及半透明显示;变形显示及各种动画(huà)显示;图(tú)形的PS、TIFF及HPGL格式(shì)输出与转(zhuǎn)换等(děng)。
16.支(zhī)持的硬件(jiàn)平台(tái)
LS-DYNA 960版的(de)SMP版本(běn)和MPP版本是同时发行的。MPP版本使一项任务可同时在多(duō)台分布(bù)计算机上进行计算(suàn),从而最大限度地利用已有计算设(shè)备,大幅度减少计(jì)算时间。计算效率(lǜ)随计算机数(shù)目增多而显(xiǎn)著提高。
LS-DYNA 960版(bǎn)的SMP版(bǎn)本和MPP版本可(kě)以在PC机(NT、LINUX环境)、UNIX工作站(zhàn)、超级计(jì)算机上(shàng)运行。