LS-DYNA多个版本的冲压领域简要评测

DynaForm是业界主流的冲压分析软件,LS-DYNA作为其主要的求解器,一直广受赞誉,笔者近几年也一直测试LS-DYNA冲压相关领域各个版本的差异,帮助用户选择最优版本求解器,提高求解效率,避免因为求解器不稳定导致的结果异常;

LS-DYNA2019年被ANSYS收购,2020年整合完毕,新出LS-DYNA的授权开始与ANSYS发行版本保持一致, 此次评测的R11.2.2\R12.1\R13.0.0\F14.0需配合ANSYS版本使用;

LS-DYNA各版本需要最低ANSYS授权版本如下:

LS-DYNA版本最低ANSYS授权版本备注
LS-DYNA R3.x 系列ANSYS 11.0高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R4.x 系列ANSYS 11.0高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R5.x 系列ANSYS 14.0高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R6.x 系列ANSYS 14.5高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R7.x 系列ANSYS 14.5高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R8.x 系列ANSYS 14.5高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R9.x 系列ANSYS 15.0高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R10.x 系列ANSYS 15.0高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R11.0.0ANSYS 14.5高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R11.1.0ANSYS 15.0高于此版ANSYS皆可
LS-DYNA R12.0.0ANSYS 2020 R2注意ANSYS版本号
LS-DYNA R11.2.0ANSYS 2021 R1注意ANSYS版本号
LS-DYNA R11.2.1ANSYS 2021 R1注意ANSYS版本号
LS-DYNA R13.0.0ANSYS 2021 R2注意ANSYS版本号
LS-DYNA R11.2.2ANSYS 2021 R2注意ANSYS版本号
LS-DYNA R12.1ANSYS 2022 R1注意ANSYS版本号
LS-DYNA F14.0.0ANSYS 2022 R1注意ANSYS版本号

LS-DYNA各个版本发布时间如下:

LS-DYNA version history:

 ***revision F14_0_0         01/09/2022 ****for Ansysform only

 ***revision R12_1_0         10/29/2021 ****

 ***revision R13_0_0         07/19/2021 ****

 ***revision R11_2_2         05/03/2021 ****

 ***revision R11_2_1         02/05/2021 ****

 ***revision R11_2_0         10/18/2020 ****

 ***revision R12_0_0         06/19/2020 ****

 ***revision R11_1_0         08/12/2019 ****

 ***revision R10_2_0         03/05/2019 ****

 ***revision R11_0_0         08/27/2018 ****

 ***revision R9_3_0          07/09/2018 ****

 ***revision R10_1_0         01/15/2018 ****

 ***revision R9_2_0          08/15/2017 ****

 ***revision R10_0_0         07/05/2017 ****

 ***revision R9_1_0          01/19/2017 ****

 ***revision R9_0_1          08/10/2016 ****

 ***revision R9_0_0          07/06/2016 ****

 ***revision R8_1_0          02/24/2016 ****

 ***revision R8_0_0          01/22/2015 ****

 ***revision R7_1_2          01/07/2015 ****

 ***revision R7_1_1          04/04/2014 ****

 ***revision R7_1_0          02/19/2014 ****

此次参与评测版本:LS-DYNA_R7.1.2、LS-DYNA_R9.2.0、LS-DYNA_R11.2.2、LS-DYNA_R12.1.0、LS-DYNA_R13.0.0、LS-DYNA_F14.0.0对比测试,其他版本的测试以下:

LS-DYNA R11.2.0&12.0.0冲压领域简要评测》

https://articles.e-works.net.cn/cae/article148176.htm

LS-DYNA R10.2.0&11.0.0冲压领域简要评测》

https://articles.e-works.net.cn/cae/article144398.htm

LS-DYNA LS971_R10.0.0冲压领域简要评测》

http://articles.e-works.net.cn/cae/article141377.htm

LS-DYNA LS971_R9.2.0冲压领域简要评测》

http://articles.e-works.net.cn/cae/article139504.htm

LS-DYNA LS971_R9.1.0冲压领域简要评测》

http://articles.e-works.net.cn/cae/article133707.htm

LS-DYNA LS971(R7/8/9)冲压领域简要评测》(R6.X/R7.X/R8.X/R9.X

http://articles.e-works.net.cn/cae/article133457.htm

LS-DYNA R7.1.1冲压仿真领域评测》(R3.X /R5.X /R6.X/R7.X)

http://articles.e-works.net.cn/cae/article119657.htm

LS-DYNA R7.1.2冲压仿真领域评测》(R6.X/R7.X)

http://articles.e-works.net.cn/cae/article125925.htm

本次测试也仅限于评价LS-DYNA冲压领域常用的 拉延、修边、回弹3个领域;

基本测试环境如下:

测试系统: WIN10_X64  21H2

CPU: AMD 4800H  计算核数:12

DynaForm前处理:DynaForm 5.9.4 201903

计算案例:NUMSHEET 2015 BM1(涵盖重力、拉延、修边、回弹3个分析算例单独生成DYN文件,所有版本的求解器使用同样的DYN文件;)

                   LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图1

     

1.重力测试结果

结果R7.1.2 112.292mm
位移LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图2
R9.2.0 311.509mm
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图3
R11.2.2 110.646mm
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图4

位移R12.1.0 109.970mm
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图5
R13.0.0 209.386mm
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图6
F14.0.0 112.292mm
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图7

2.1拉延结果-FLC

结果R7.1.2
FLDLS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图8
R9.2.0
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图9
R11.2.2
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图10

R12.1.0
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图11
R13.0.0
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图12
F14.0.0
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图13

2.2 结果-拉延-厚度

结果R7.1.2 (0.69mm-0.959mm)
厚度LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图14
R9.2.0 (0.695mm-0.964mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图15
R11.2.2 (0.695mm-0.965mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图16

R12.1.0 (0.695mm-0.978mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图17
R13.0.0 (0.695mm-0.958mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图18
R14.0.0 (0.695mm-0.972mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图19

2.3 结果-拉延-边界运动

结果R7.1.2( 108221mm)
边界运动LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图20
R9.2.0( 108.44mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图21
R11.2.2(108.004mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图22

R12.1.0(108.374mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图23
R13.0.0(108.465mm
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图24
F14.0.0(108.377
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图25

2.4结果-拉延-设备吨位预测

结果R7.1.2 (324Ton)
设备吨位预测LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图26
R9.2.0(324Ton)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图27
R11.2.2 (324Ton)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图28

R12.1.0(324Ton)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图29
R13.0.0 324Ton
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图30
F14.0.0 324Ton
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图31

3结果-回弹

结果R7.1.2(2.057mm)
回弹LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图32
R9.2.0(2.057mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图33
R11.2.2 (2.057mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图34

R12.1.0 (2.057mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图35
R13.0.0 (2.057mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图36
F14.0.0(2.057mm)
LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0冲压领域简要评测的图37

     参与测试的6个版本的求解器都正常的完成了计算;综合FLD、厚度、边界运动、设备吨位、回弹等结果看,计算结果基本一致,没有明显差异!

测试项目R7.1.2R9.2.0R11.2.2R12.1.0R13.0.0F14.0.0
网格数目116093115049115097115511115052115184
重力120s278s84s69s113s121s
拉延1548s1814s1964s2372s1580s1520s
修边40s38s43s42s40s40s
回弹18s21s20s20s17s18s
重力1112.292mm311.509mm110.646mm109.970mm209.386mm112.292mm
FLD正常正常正常正常正常正常
厚度0.959mm0.964mm0.965mm0.978mm0.958mm0.972mm
边界位移108221mm108.444mm108.004mm108.374mm108.456mm108.377mm
回弹2.057mm2.057mm2.057mm2.057mm2.057mm2.057mm
吨位324Ton324Ton324Ton324Ton324Ton324Ton

3.测试算例计算一览表

从上表我们不难看出,相同的前处理计算输入文件和相同的计算机资源下,R7.1.2&F14.0.0在拉延计算时间一致;R12.1R11.2.2R9.2.0时间较长;

从版本分布看,隐式算法一直在做调整,但R7.1.2F14.0.0重力计算结果完全一致,R9.2.0 R13.0.0的计算结果有明显的偏差!

总结:

从测试结果,笔者建议老版本的前处理等生成的计算文件使用R7.1.2作为默认的求解器,新版本的前处理工具使用F14.0.0作为默认求解器(LS-DYNA专门为ANSYSFORM定制的前处理);

这次笔者测试情况看,由于使用了比较旧的前处理文件,R11.XR12.XR13.0.0F4.0.0,求解器计算某个文件时都失败了(R7.X-R10.X正常终止),所以换了一个测试前处理文件,虽然都正常的计算终止了,但是也说明了LS-DYNA新版本在隐式计算领域还在不断调整,某些方面的稳定性还不够;从失败的算例情况看,笔者调整了冲压领域的推荐版本,情况如下:

经过测试,截止到20222月份笔者推荐冲压分析使用的LS-DYNA见附表1

附表1

冲压领域分析LS-DYNA LS971推荐版本一览表

LS-DRYA 版本是否通过测试备注
LS960N版本过旧
LS970N版本过旧
LS971_R3.2.1Y不建议,版本过旧,部分最新的求解领域不支持;
LS971_R4.XN求解不稳定,重力回弹不准确或计算失败;
LS971_R5.0.0-R5.1.0N求解不稳定,重力回弹不准确或计算失败;
LS971_R5.1.1Y不建议,版本过旧,部分最新的求解领域不支持;
LS971_R6.0.0-R6.1.0N求解不稳定,重力回弹不准确或计算失败;
LS971_R6.1.2Y不建议,版本过旧,部分最新的求解领域不支持;
LS971_R7.0.0-R7.1.1N求解不稳定,重力回弹不准确或计算失败;
LS971_R7.1.2Y建议使用★★★★★;(2017-12)
LS971_R7.1.3N求解不稳定,重力回弹不准确或计算失败;
LS971_R8.X(所有版本)N求解不稳定,重力回弹不准确或计算失败;
LS971_R9.0.0-R9.2.0N求解不稳定,结果输出异常;
LS971_R10.0.0-R10.1N求解不稳定,重力回弹不准确或计算失败;
LS971_R10.2.0Y可以使用★★★
Ls971_R11.0.0-R11.2.2Y可以使用★★★,回弹计算可能失败
Ls971_R12.0.0-R12.1.0Y可以使用★★ 计算时间长,回弹计算可能失败
Ls971_R13.0.0-N求解不稳定,重力不准确或或计算失败
Ls971_F14.0.0-Y建议使用★★★★回弹计算可能失败;


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