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Ansys LS-Dyna
概述

LS-DYNA程序被公认为是显式有限元分析的鼻祖和理论先导,是目前大多数显式求解程序(包括显式板成型程序)的基础代码;LS-DYNA特别适合求解各种二维、三维结构短时间剧烈形变的非线性分析,如高速碰撞、爆炸、冲击跌落,冲压加工和金属成型等非线性动力冲击问题,同时还可以求解传热、流体及流固耦合、声学、电磁场等分析。2019年9月Ansys收购了LS-DYNA,这次收购将有助于LS-DYNA充分利用Ansys前后处理功能和Workbench平台,让Ansys客户可以无缝连接更广泛的高级仿真技术。
LS-DYNA作为一个通用的显式动力学分析软件,在各行各业都有广泛的应用。
汽车行业:乘客安全性(安全带、气囊)、轮胎涉水打滑、锂电池针刺…
航空航天:鸟撞分析、太空防护、水上迫降…
电子电器:笔记本电脑、手机、鼠标、电视、电吹风、微波炉...
工业设备 - 机箱机柜、安防监控、电动工具...
成型工艺:冲压、拉延、轧制、挤压、锻造、液压成形...

主要功能

显式动力学分析

隐式动力学分析

准静态分析

不可压缩流体求解器ICFD

可压缩流体求解器CESE

电磁场求解器EM

任意拉格朗日欧拉法(ALE)

光滑粒子流体动力学(SPH)

无网格方法(EFG)

离散元方法(DEM)

扩展有限元X-FEM

假人模型

失效分析

多物理场

材料模型库

接触算法

冲击/跌落/碰撞

流体分析

假人/壁障/轮胎

多物理场

材料模型库

LS-DYNA 提供了超过140 多种金属和非金属材料模型,且许多模型拥有失效准则。常用的材料模型包括:塑性材料、粘弹性材料、粘弹塑性材料、玻璃、泡沫材料、织物、弹性体和橡胶、蜂窝、复合材料、混凝土和泥土、炸药、粘性流体、生物医学用材料模型、用户自定义材料。

(图1)

(图2)


接触算法

LS-DYNA 有超过25种不同的接触类型,这些接触类型主要解决柔性体与柔性体的接触、柔性体间的单面接触、以及柔性体与刚体或者刚体与刚体间的接触。接触的定义方式包括如下:单面接触、刚性墙接触、边-边接触、 梁-梁接触、侵蚀接触、 2-D 接触、壳单元边与壳表面粘合接触等;其中摩擦方式可定义:- 库伦静摩擦和动摩擦、- 粘性摩擦、- 压力摩擦、- 用户自定义摩擦。

(图1)

(图2)


冲击/跌落/碰撞

LS-DYNA 可用于研究跌落、冲击、碰撞等条件下产品的抗撞击性能;广泛应用于电子产品 ( 如笔记本电脑、手机、鼠标),家用电器 (如电视、电吹风、微波炉),工业设备 (如机箱、机柜、安防监控,电动工具等。

LS-DYNA 提供在显式和隐式之间的任意时间步切换的方案来有效确定模型稳态变形。进一步地,LS-DYNA 允许部件由刚体切换为可变形体,反之亦然。这一功能经常用于确定在下落过程中(主要冲击发生之前)各零部件之间的相对位置。


冲击-跌落-碰撞.jpg

流体分析

LS-Dyna软件包含有不可压缩流体的ICFD和可压缩流体的CESE

其中ICFD是隐式的不可压缩流体求解器:其具有自动的体网格以及边界层网格生成、带有RANS/LES湍流模型、自由表面流动、多孔介质、以及与结构、电磁以及热求解器耦合的功能。

不可压缩.jpg



CESE来自NASA的可压缩流体求解器:对欧拉和纳维-斯托克斯方程在时间、空间域内进行高精度的显式求解 ,可以指定化学数据库和解法,应用范围包括探测波、冲击波/声波、空泡和化学反应等。

可压缩.jpg

假人/壁障/轮胎

假人模型:拟人化测试设备 (ATD),被称为“碰撞测试假人模型”,是真人大小的人体模型,配备了用于测量力、力矩、位移和加速度的传感器,

以预测人类在撞击期间会遭受的伤害程度。有各种各样的ATD可用于表示不同的人体尺寸和形状。


壁障:LSTC提供多种偏移变形壁障(ODB)和可移动变形壁障(MDB)模型。LSTC ODB和MDB模型的开发与我们客户提供的多个测试相关联。


轮胎:LST与FCA共同开发了轮胎模型。这些模型可以通过LST模型下载部分下载。这些模型基于一系列材料、验证和组件级测试。

有限元网格基于轮胎截面的2D CAD数据。轮胎的所有主要组件都使用8节点六面体单元。

弹性体使用*MAT_SIMPLIFIED_RUBBER建模,层片使用*MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC建模。


假人.jpg

多物理场

LS-Dyna软件包含有结构求解器、热求解器、流体求解器(不可压缩流体的ICFD和可压缩流体的CESE)电磁求解器EM等,真正实现LS-Dyna倡导的"One-code for multi-physics simulation"理念。


多物理场分析(图1)

多物理场分析(图2)



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