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01显式动力学简介(LS-DYNA)

华仿CAE

1年前浏览11028

专注于仿真分析和振动分析

00导读

本文内容如下：

1）将动力学仿真分为通用动力学和显式动力学；

2）将LS-DYNA分为LS经典界面和Workbench界面；

3）简介了显式动力学和隐式动力学的区别和联系；

4）简介了LS-DYNA的典型应用；

01动力学仿真

动力学仿真分为通用动力学和显式动力学。通用动力学分为模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析、时程分析(隐式动力学)。

ANSYS的Mechanical模块可以完成以上所有的通用动力学仿真。对于显示动力学，ANSYS有三个模块可以完成仿真，分为为Explicit Dynamics（简称为EX-DYNA），Autodyn，以及本文介绍的LS-DYNA。

02多场分析软件LS-DYNA

LS-DYNA是一款优秀的多场分析求解器，求解功能强大，不限于求解显式动力学问题，它包含了隐式和显式时间积分技术，特征值屈曲和模态分析技术，多场耦合分析技术等(温度，结构流体等)。该求解器由LSTC公司开发，长期和ANSYS是合作关系，在2019年被ANSYS收购，现在叫做ANSYS/LST。

ANSYS在收购LS-DYNA之前就开始将LS-DYNA作为ACT集成到Workbench环境中。在成功收购之后，更将LS-DYNA作为ANSYS的一个功能模块放在了Analysis Systems中。

目前LS-DYNA的使用方法主要有两种，一种是经典的LSTC方法，称为LS经典界面，使用LS-PrePost做前后处理，使用LS-DYNA作为求解器。另外一种是将LS-DYNA和Workbench环境相结合，称为WB LS-DYNA，在Workbench环境中完成LS-DYNA的前后处理和求解，这对于原本熟悉Workbench环境的工程师来说是非常友好的。

LS-PrePost界面

WB LS-DYNA界面

WB LS-DYNA经过多年的发展，已经能解决大部分LS经典界面可以解决的问题，尤其对于显式动力学分析来说，很少遇到WB LS-DYNA不能实现的情况，并且WB LS-DYNA的功能会越来强大，越来越成熟。对于已经熟悉Workbench环境，而不熟悉LS-PrePost的分析者来说，笔者强烈推荐使用WB LS-DYNA，因为非常友好和容易上手，让分析者将更多的精力放在分析问题本身，而不是学习软件操作。

03显式动力学和通用动力学的区别

通用动力学的时程分析也称为隐式动力学，与显式动力学相对应。隐式和显式其实只是求解动力学方程的两种时间积分算法，各有优缺点和适合的应用场景。在大变形(大位移，大转角，大应变)、复杂接触、材料非线性(塑性，超弹性，失效等)的场景下，显式算法更具优势。