最近,ANSYS 与LS-DYNA所属Livermore公司签署最终收购协议,可谓在显式动力学分析道路上又迈进了一大步。
那么,之前的ANSYS DYNA和LS-DYNA到底有什么区别呢?
实际上是一个算法的不同软件实现,都是基于中心差分方法的显式求解策略。ANSYS和LS-DYNA是不同公司出的有限元分析软件,有各自的前后处理和求解器。后来ANSYS公司为了增强产品的竞争实力同LS-DYNA合作,将DYNA求解器集成到ANSYS软件中,成为其下面的一个模块,但仍然是独立的,前后处理依然用ANSYS软件,这样就形成了ANSYS/DYNA,但并没有包括 LS-DYNA的全部功能。如果安装了ANSYS你会发现这是一个庞大的集成了很多模块的软件ANSYS/DYNA只是其中的一个。
DYNA可以在ANSYS下面建模,也可以在Hyper mesh、以及LS公司自己的前后处理系统lsprepost(功能相比ANSYS要弱)里面建模,建模后提交K文件计算,目前来看,貌似单独的LS-DYNA求解速度要慢于ANSYS/DYNA求解速度。
正是因为LS-DYNA强大,ANSYS收购之后也就为ANSYS用户弄了一个接口:可以通过GUI或者命令流生成LS-DYNA的K文件,但是,老用户由于使用习惯的问题很少去用ANSYS做前处理,都是用的Hyper mesh或者其他第三方软件,更加方便。
今天就来扒一扒与ANSYS相关的几款显式动力学分析工具。
1、 LS-DYNA非线性高可靠精准分析软件
LS-DYNA 是世界上著名的有限元分析程序,由John O. Hallquist博士主持开发,也是公认的显式积分计算程序的鼻祖。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;以有限元算法为主,兼有SPH、EFG、控制体积等算法。LS-DYNA在工程界得到广泛应用,并被公认为是最佳的显式分析软件,与实验结果的无数次对比证实了其仿真计算的可靠性和准确性。广泛应用于国内外汽车、航空航天、模具、电子等领域。
软件功能特点:
2、 ANSYS AUTODYN冲击爆炸专用显式动力学分析软件
ANSYS AUTODYN是一个显式有限元分析程序,用来解决固体、流体、气体及其相互作用的高度非线性动力问题。AUTODYN完全集成在ANSYS Workbench中,充分利用ANSYS Workbench的双向CAD接口、参数化建模以及方便实用的网格划分技术,还具有自身独特的前、后处理和分析模块。而且为了保证高计算效率,可以采取高度集成环境架构,在Microsoft Windows和Linux/Unix系统中以并行或者串行方式运行,支持共享内存和分布式集群。
经过不断的发展和行业应用,AUTODYN具有完整、独特的分析功能包括:
从这几年情况来看,ANSYS AUTODYN几乎没有更新,原来是有更长远的打算。
3、 ANSYS LS-DYNA高度非线性显式动力学分析软件
ANSYS LS-DYNA 是最常用的显式仿真程序,能够模拟材料对短期重载的响应。其许多元素、接触公式、材料模型和其他控件均可用于模拟复杂的模型,控制问题的所有细节。
ANSYS LS-DYNA 拥有大量功能,可使用其显式求解器来模拟极端形变问题。工程师可处理涉及材料故障的仿真,并观察故障如何蔓延到某部件或整个系统。他们也可轻松处理大量部件或表面相互交互的模型,并针对复杂行为之间的交互和负载传递精确建模。使用 CPU 内核数较高的计算机可以大幅减少求解时间。功能优势如下:
1)执行涉及复杂接触和机制的高度非线性结构分析。
ANSYS LS-DYNA 可以对受冲击影响的接点和连接机制进行模拟(不管是跌落还是碰撞)。它可以利用接点和动态链接,并提供选择广泛的接触公式,以便轻松自动考虑模型中所有组件之间的交互。如果与 LS-DYNA 快速且有效的显式求解器方案结合使用,它可以为您提供无与伦比的仿真能力,用于研究使用隐式有限元分析(FEA)法可以解决的情况。
ANSYS 还提供专用 LS-DYNA HPC 许可,以便您将模型分配到多核或多个机器,以加快周转时间。
2) 无缝集成到 ANSYS Workbench
ANSYS Workbench LS-DYNA 可让任何经验水平的工程师轻松进行模拟。它将 LS-DYNA 求解器集成到 Workbench 环境中,因此具备标准 ANSYS Mechanical 工作流程的所有好处。您无需再学习新界面便可使用该产品,从而可专注于在短周转期内生成准确的结果。
ANSYS Workbench LS-DYNA 将标准 LS-DYNA 求解器功能与 ANSYS Mechanical 环境中提供的预处理和后处理工具相结合。也就是说,它还集成了 ANSYS Spaceclaim Direct Modeler 几何工具、ANSYS Parameter Manager 和设计探索软件,可让您针对 CAD 几何结构进行完整的参数研究,并且可清理至显式分析所需的标准。
3) 选择众多元素和接触公式
ANSYS LS-Dyna 为您提供了范围广泛的低阶和高阶元素公式(固体、外壳和波形)。这些公式可通过 ANSYS Mechanical 界面应用于各部件,因此您可以仅根据需要在某区域设置高保真元素。
考虑到波形横截面和外壳厚度,LS-DYNA 范围广泛的接触选项可用于固体、外壳和波形之间的自动接触检测。接触可在单独部件、部件内和单个元素内检测到,从而让整个模型中实现简单稳健的接触。
4、 ANSYS Explicit STR瞬态非线性显式动力学快捷分析软件
ANSYS Explicit STR是基于ANSYS Workbench仿真平台环境的结构高度非线性显式动力学分析软件。可以求解二维、三维结构的跌落、碰撞、材料成形等非线性动力学问题。软件功能成熟、齐全,可用于求解涉及材料非线性、几何非线性、接触非线性的动力学各类问题。目前,ANSYS Explicit STR被广泛应用于飞机的鸟撞分析、叶片包容性分析、产品的跌落分析、材料成型分析等。
采用ANSYS显式动力学产品,相当于拥有了一整套高级的分析工具,能够分析几乎任何可仿真的问题。
某一冲击动力学仿真在几款不同工具下的求解结果对比如下:
1)ANSYS/DYNA
2)LS-DYNA
3)Explicit Dynamics
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