Ansys LS-DYNA模擬軟體

LS-DYNA
產品簡介|有限元分析模擬軟體

LS-DYNA為功能最強大的顯式動力學工具,能夠針對及短時間內承受較大載荷的部件 / 裝配體進行模擬,如跌落測試,衝擊和穿透,粉碎和碰撞,乘員安全等應用。LS-DYNA被廣泛地應用在汽車、航空航太、建築、軍事、製造和生物工程等行業。   艾索科技為 LS-DYNA 獨家開發「一鍵完成分析設定工具」,使初學者可迅速完成求解分析的設定,功能包括材料設定工具,跌落/落摔分析設定工具,衝擊分析設定工具,共振/模態分析設定工具,隨機震動/疲勞分析設定工具等常見應用。

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LS-DYNA產品簡介|有限元分析模擬軟體

LS-DYNA分析類型

  • 線性靜力學與準靜態模擬分析
  • 非線性/線性/剛體動力學分析
  • 固有模態分析
  • 熱分析/流體分析/電磁分析
  • 平滑粒子流體動力學(SPH)
  • 多物理模擬耦合
  • 有限元鋼體多體動力學耦合
  • 結構-熱耦合
  • 特殊應用
  • 水下衝擊分析
  • 故障分析
  • 裂紋擴展分析
  • 即時聲波分析
  • 隱式回彈分析
  • 輻射運輸分析
  • 結構-流固耦合

    流體與結構交互作用(ALE)                          流體模擬

    

LS-DYNA主要應用領域

  • 汽車碰撞(底盤變形,安全氣囊膨脹,安全帶張緊)
  • 爆炸(水下海軍礦,異形炸藥)
  • 製造業(鈑金沖壓)

     直升機濺落 Courtesy Boeing                         聚能裝藥射流穿甲                       音爆模擬 Courtesy Lancemore

        

各種潛在應用,包括:

  • 火車和輪船的耐撞性模擬
  • 飛機緊急降落、
  • 乘員安全分析、
  • 行人保護分析、
  • 汽車零部件製造、
  • 金屬成形、
  • 金屬切削、
  • 玻璃成形、
  • 生物醫學應用、
  • 穩定性/失效分析、
  • 跌落測試、
  • 地震工程、
  • 鳥撞、
  • 發動機葉片容器分析、
  • 穿甲、
  • 塑膠模具及吹塑成型、
  • 爆破載荷、
  • 電焊、
  • 鉚接和螺栓結構、
  • 船運集裝箱、
  • 罐頭和容器設計

     輪胎打滑Courtesy Bridgestone           海嘯衝擊下的汽車Courtesy Lancemore

   

LS-DYNA軟體運行
  • 只需shell命令即可運行LS-DYNA
  • 針對基於Unix,Linux和Windows的共享式和分佈式平台進行了優化
  • 可使用LS-PrePost或是第三方軟體進行前處理
  • 可結合LS-OPT設計優化和概率分析套件

                             衝壓成形                                    切邊(Trimming)   

    

LS-DYNA材料庫

LS-DYNA提供了近300種金屬與非金屬的材料模型,其中許多模型擁有失效準則。
常用的材料模型包括:

  • 金屬             
  • 塑膠
  • 玻璃
  • 泡沫
  • 布料
  • 彈性體
  • 蜂窩
  • 混凝土和土壤
  • 黏性流體
  • 使用者自定義

                             回彈補償(Springback Compensation)

紅色沒有補償的結果(表示超出回彈偏差太大)    綠色補償完畢(表示變差在可接受)

LS-DYNA單元庫

LS-DYNA擁有大量的單元庫,包括非完全積分單元和全積分單元。
單元清單包括:

  • 離散元件
  • 集中慣性
  • 集中質量
  • 加速度計
  • 感測器
  • 安全帶
  • 固體
  • SPH元素
  • 厚殼
  • 使用者自定義

LS-DYNA接觸演算法

在LS-DYNA中有超過25種不同的接觸類型可以選擇。
接觸表面定義的範圍概括如下:

  • 彈性接觸
  • 彈性剛體接觸
  • 剛體與剛體接觸
  • 邊對邊接觸
  • 磨損接觸
  • 捆綁接觸
  • CAD表面
  • 剛性牆壁
  • 拉銲珠

 

  • LS-DYNA 版本發佈歷程 (Version History):

 

  *** R13.0.0 版本         08/10/2021 ****  NEW!
  *** R11.2.2 版本         06/15/2021 ****  
  *** R11.2.1 版本         02/05/2021 ****
  *** R11.2.0 版本         10/18/2020 ****
  *** R12.0.0 版本         06/19/2020 ****
  *** R11.1.0 版本         08/12/2019 ****
  *** R10.2.0 版本         03/05/2019 ****
  *** R11.0.0 版本         08/27/2018 ****
  *** R9.3.0  版本          07/09/2018 ****
  *** R10.1.0 版本         01/15/2018 ****
  *** R9.2.0  版本          08/15/2017 ****
  *** R10.0.0 版本         07/05/2017 ****
  *** R9.1.0  版本          01/19/2017 ****
  *** R9.0.1  版本          08/10/2016 ****
  *** R9.0.0  版本          07/06/2016 ****
  *** R8.1.0  版本          02/24/2016 ****
  *** R8.0.0  版本          01/22/2015 ****
  *** R7.1.2  版本          01/07/2015 ****
  *** R7.1.1  版本          04/04/2014 ****
  *** R7.1.0  版本          02/19/2014 ****

 

  • LS-DYNA 版本 原廠發佈通知 (Release Noted):

R11.2.0 版本:點我下載

R11.2.1 版本:點我下載

R11.2.2 版本:點我下載

R12.0.0 版本:點我下載

 

Ansys LS-DYNA是最常用的顯式模擬軟體,它提供了用於汽車碰撞測試的各種虛擬模型,障礙模型和輪胎模型。 LS-DYNA具有廣泛的功能,可使用其顯式求解器模擬極端變形問題,使您能夠建模材料故障並分析故障在零件或系統中的進展情況。
LS-DYNA模型可免費提供給當前的被許可方,並以未加密且完全可訪問的格式提供,其中包括手冊。

障礙物型號:

  • 適用於大多數聯邦機動車安全標準(FMVSS)測試方案的障礙物模型
  • FMVSS要求之外的其他障礙
  • 通過從客戶獲得的公開數據和專有測試驗證的模型
  • 大多數障礙的實體和殼網格模型

 
障礙物模型-(從左到右)
移動漸進式可變形障礙物、傾斜/小重疊移動可變形障礙物、FMVSS 214障礙物

假人模型:

  • 涵蓋大多數汽車法規的虛擬模型
  • 通過從客戶獲得的公開數據和專有測試驗證的模型
  • 提供粗細的網格模型
  • 根據其他數據和客戶反饋進行定期更新

 
(從左到右)Hybrid III 50th male,Hybrid III 5th female和WorldSID 50th皆是常用的虛擬模型。
 
其他虛擬模型包括Free Motion Headform
(左)和6歲的Hybrid III(右)。

輪胎模型:
與菲亞特克萊斯勒汽車公司(FCA)共同開發,並基於一系列材料,驗證和組件級測試。

  • 基於輪胎部分中包含的2D CAD數據開發的有限元網格
  • 使用參考輪胎的幾何尺寸來開發不同的輪胎尺寸
  • 通過傳感器,孔隙率和通風的組合對空氣損失進行建模
  • 240,000六面體固體元素配方
  • 基於AIRBAG_HYBRID的通貨膨脹
  • 基於傳感器的放氣觸發洩漏
  • 在車內使用時,即插即用,無需其他觸點
  • 使用具有速率依賴性的MAT_SIMPLIFIED_RUBBER進行彈性體建模
  • 使用MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC進行層建模
  • 使用LOAD_THERMAL_VARIABLE進行車輪安裝建模

 
當前可用的輪胎模型庫的示例。根據幾次實驗,尺寸相同但製造商不同的輪胎顯示出相似的剛度。不同尺寸和不同製造商的輪胎也反映了這一點。該數據用於對單個經過驗證的輪胎(上面帶有藍色數字)進行幾何變形以生成其他尺寸的輪胎。


在小重疊載荷情況下,輪胎在衝擊的早期階段起著重要作用。 輪胎壓縮和隨後的放氣(此處顯示)以完整的3D應力狀態表示。
新的實心輪胎模型由於其精確的離散度,材料特性以及與車輪的基於壓力的界面而提高了預測能力。
右圖顯示了最大壓縮期間的輪胎截面。 LS-DYNA優異的材料性能和使用基於段的接觸的接觸衝擊是模擬此事件的關鍵。

 
在用於驗證輪胎壓力和剛度的零部件模擬中查看輪胎的截面圖。 深色和淺灰色成分代表均質的彈性體部分,例如胎面,側壁等。紅色和黃色部分代表正交異性簾布層。