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LS-dyna前世今生大揭秘

6月前浏览10501

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了LS-DYNA这一结构分析非线性有限元程序的历史地位、现状及其主流操作方式。作为显式动力学程序的鼻祖,LS-DYNA在军用和民用结构分析领域具有广泛应用。近年来,ANSYS收购了LSTC,使得LS-DYNA等先进有限元分析技术得以进一步发展。本文还详细解析了LS-DYNA及其相关软件如LS-PREPOST、ANSYS/LS-DYNA、Workbench/LS-DYNA的区别与用法,为初学者提供了学习建议。最后,强调了LS-DYNA在材料模型和求解器方面的优势,并推荐学习Hypermesh等网格前处理软件以提高学习效率。


01辉煌历程

    LS-DYNA程序是功能齐全的几何非线性(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)程序。它以Lagrange算法为主,兼有ALE和Euler算法;以显式求解为主,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(如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算);军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序。是显式动力学程序的鼻祖和先驱,在该领域仍然无出其右者。这段话来自百科百度,既然作为显示动力学的鼻祖,可见其地位之重。

02当今现状

    ANSYS宣布与利弗莫尔软件技术公司(LSTC)已达成最终收购协议,该公司是显性动力学和其他先进有限元分析技术的主要提供商,其著名的仿真软件包有LS-DYNA、LS-OPT等。此次收购将能够帮助ANSYS解决一系列新的工程挑战,例如如何开发更安全的汽车、飞机和火车,同时减少甚至消除昂贵的物理测试需求等。去年这个新闻在仿真圈是炸开了锅,谈到被ANSYS这个大家庭收购后,是被雪藏还是继续发展,目前不得而知,但是从前几年LS-DYNA和ANSYS合作来说,ANSYS其workbench平台是大大降低了LS-DYNA的前处理难度,使得更多的用处接触到。

03主流操作

     LS-DYNA其实学习的门槛还是很高的,很多小伙伴在刚入门的时候甚至傻傻分不清LS-DYNA、LS-PREPOST、ANSYS/LS-DYNA、Workbench/LS-DYNA以及LS-DYNA Restart,这些到底是干嘛的,有啥区别,到底应该学习哪一个?今天就带大家火速了解。

  LS-PREPOST:其实是官方开发的LS-DYNA前后处理软件,是目前市面上关键字最全的前处里软件,具备简单的网格处理、编辑功能,其后处理功能也十分强大,配合官方教程,能让初学者快速入门。

1.png

按照以上三步,我们打开一个后处理文件:2.png

  右边工具栏从上到下,功能依次是:云图显示、时间历程曲线、测量工具,下面我们打开压力云图,具体操作如下:3.png

完成以上几步,我们便可以看到压力云图的动画效果,当然,我们还可以用测量工具进行元素大小、面积、质量等测量,非常方便。

  ANSYS/LS-DYNA:严格意义上来说只是前几年,ANSYS将LS-DYNA求解器集成到内部,利用ANSYS经典界面为其提供强大的前后处理功能,但是多数用户只是用ANSYS经典的作为前处理工具。ANSYS其强大的APDL命令流深受仿真大佬的喜爱,熟练掌握之后工作效率极高,但对于新手小白,门槛同样也是很高的,相别于大家熟悉的GUI交互式操作,APDL命令流的晦涩难懂,劝退了一大 波新人。本人攻克过多次,至今也没咬下这块硬骨头,只能放弃。对于这块,我也不敢班门弄斧,只做简单介绍。

4.png

依次按照上图所示步骤,便可进入ANSYS经典界面,我有几份ANSYS经典前处STEP BY STEP算例,需要可以留言评论,帮助大家入门。

  Workbench/LS-DYNA:其实这个平台应该是后来大家认识LS-DYNA的主要方式,毕竟ANSYS-Workbench大大降低了仿真的门槛,平台集成很多仿真软件,总有一款能满足用户的需求,从传统的APDL进入了GUI时代,做到了鼠标点点、连线拖拽,RUN一下,五颜六色的云图动画就出现了。但是事物总是具有两面性,虽然极大方便用户的同时,也让用户失去对仿真的认识,不知道单元类型的区别,甚至不知道离散化的概念,只是按照教程,跑了几个案列,就觉得自己入门了,其实距离真的入门还有很长的路要走。当然,CAE发展的方向肯定是越来越简便化,让我们拭目以待把,下面介绍启动方法。

2222.png

4学习建议

  LS-DYNA虽然强大,但是本身仅是一个求解器,需要用户根据需求自行选择前处理工具,这就使得如果用户想在工程领域熟练使用,必须掌握多个软件,从三维建模到网格剖分,再到关键字编辑,最后提交求解器,可能依次提交会报错,需要用户根据反馈信息进行修改。相对于Autodyn、Abaqus这种一个软件就能完成所有求解,学习成本无疑增加不少。但其丰富的求解器,多种材料模型是其他软件无法媲美的,如果想深入学习LS-DYNA,必须掌握一门网格前处理软件,这里建议大家学习Hypermesh,其强大的网格生成和关键字定义功能,深受大家喜爱,虽然Hypermesh关键字定义并不是很全,但是应付日常还是够用的。

  最后,祝各位CAE小伙伴都能学习进步,有对本文提到软件有困扰的地方,可以和我交流,后期根据大家反馈,会不定时更新小算列,希望大家关注。


Mechanical APDLLS-DYNAWorkbenchHyperMesh显式动力学
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首次发布时间:2020-11-22
最近编辑:6月前
云上_CAE
硕士 | 研究生 云上出品。
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