ANSYS LS-DYNA是由 Ansys 公司提供的通用显式非线性有限元分析软件,起源于美国利弗莫尔软件技术公司(LSTC),2019 年被 Ansys 全资收购后成为其产品线核心组成部分,广泛应用于碰撞、冲击、爆炸、金属成形等瞬态非线性问题的仿真分析。更多详情可访问 Ansys 官网(www.ansys.com/zh-cn/products/structures/ansys-ls-dyna)。
百科核心功能与技术特点
求解器架构:采用"One Code, One Model"理念,在统一框架内处理多物理场耦合问题,支持显式与隐式求解器无缝切换。
显式求解器:采用显式中心差分法进行时间积分,擅长处理高速、瞬态动力学问题,如碰撞、爆炸、金属成型等大变形场景。
隐式求解器:采用 Newmark 方法进行隐式时间积分,用于静力学、模态分析、非线性静力分析等问题。
百科
多物理场求解器:集成多种专门模块,支持复杂工程问题的协同仿真。
流体求解器:包含 ICFD(不可压缩流体)、CESE(高速可压缩流体)、ALE 及 S-ALE(流固耦合)等方法。
无网格与粒子法:包括 SPH(光滑粒子流体动力学)、DEM(离散元法)、SPG(光滑粒子伽辽金法)等,处理极端变形与碎裂问题。
电磁求解器:采用 FEM 与 BEM 结合方式,模拟电磁成型、感应加热等电磁 - 结构 - 热耦合过程。
频域分析模块:解决 NVH(噪声、振动与声振粗糙度)、随机振动、疲劳分析等问题。
百科
材料模型与接触算法:提供超过 130 种金属和非金属材料模型,支持 25 种上面不同接触类型,具备完整的几何非线性、材料非线性和接触非线性处理能力。
应用领域与行业地位
汽车行业:被视为碰撞仿真领域的行业标准,全球超过 80% 的汽车制造商使用该软件进行碰撞分析,90% 的一级供应商采用该工具。
应用包括车身耐撞性、乘员保护、约束系统、行人保护及整车电安全等全方位解决方案。
多行业覆盖:广泛应用于航空航天、电子、制造、军工、土木工程、生物医学工程等领域。
航空航天:鸟撞、冲击侵彻分析。
生物医学:脑震荡机制研究、医疗设备仿真。
制造业:冲压、成型、锻造、加工切割等制造过程模拟。
其他应用:跌落测试、爆炸分析、流固耦合、产品失效分析等。
技术优势:凭借精度、稳定性和计算效率,在非线性动力学问题领域保持领先地位,支持分布式和共享内存式求解器,可在短时间内完成复杂作业。
发展历程与版本演进
起源与商业化:1976 年由 J.O. Hallquist 博士在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室主持开发,1987 年创立 LSTC 公司并推出商业化版本 LS-DYNA。
版本发展:1990 年代陆续推出 930 版至 970 版,增加汽车安全性分析、流体与固体耦合等功能。2012-2013 年发布 R7.0 版本,新增 EM、CESE、ICFD 求解器,完成多物理耦合解决方案。2013 年与 Ansys Workbench 集成,深化平台整合。2019 年 Ansys 以 7.75 亿美元全资收购 LSTC,LS-DYNA 正式成为 Ansys 产品线。2023 年发布 R14.0 版本,引入基于机器学习的复合材料多尺度分析功能。2026 年 3 月发布 2026 R1 版本,增强电池热建模、结构化 S-ALE 网格划分及后处理折线图工具。百科
研发现状:核心研发团队从几十人发展至 100 多人,几乎每年推出新版本,持续在隐式计算、流固耦合、NVH 分析等领域推进技术创新。
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