Ls-Dyna是以显式为主隐式为辅的通用有限元软件,因其强大的动力学分析能力,在汽车碰撞、器件跌落等高速冲击领域应用广泛。动力学问题通常是通过显式算法将动力学方程分成多个显示时间步长来完成。显示动力学时间步长取决于单元尺寸和声速,分析时间步长愈大,总计算时间越长:
总计算时间t与计算时间步长成反比,因此为了减少t,可增大,而增大可通过增大单元特征尺寸或减少声速。单元特征尺寸与单元尺寸相关,计算总时间取决于最小单元的尺寸,因此在动力学中更偏向尺寸均匀的单元。从计算时间而言,忽略网格美观性,如下图,(a)的网格比(b)的网格更好,因为(a)中的单元尺寸更加均匀。
声速在实体单元、壳单元和梁单元里传播速度不同,如下图所示,与材料属性弹性模型、泊松比和密度相关。
根据前文分析,为了减少计算总时间可采取如下措施:
(1)增大单元尺寸,尤其是避免最小单元尺寸;
(2)增大材料的密度;
(3)减小弹性模量。