LS-DYNA软件

1.1 LS-DYNA 简介

LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包。与实验的无数次对比证实了其计算的可靠性。

由J.O.Hallquist主持开发完成的DYNA程序系列被公认为是显式有限元程序的鼻祖和理论先导，是目前所有显式求解程序（包括显式板成型程序）的基础代码。1988年J.O.Hallquist创建LSTC公司，推出LS-DYNA程序系列，并于1997年将LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一个软件包，称为LS-DYNA。LS-DYNA的最新版本是2004年8月推出的970版。

1.1.1 LS-DYNA功能特点

LS-DYNA程序是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（140多种材料动态模型）和接触非线性（50多种）程序。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（如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算）；军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序。LS-DYNA功能特点如下：

1.分析能力：

l 非线性动力学分析

l 多刚体动力学分析

l 准静态分析（钣金成型等）

l 热分析

l 结构-热耦合分析

l 流体分析：

² 欧拉方式

² 任意拉格郎日-欧拉（ALE）

² 流体-结构相互作用

² 不可压缩流体CFD分析

l 有限元-多刚体动力学耦合分析 （MADYMO，CAL3D）

l 水下冲击

l 失效分析

l 裂纹扩展分析

l 实时声场分析

l 设计优化

l 隐式回弹

l 多物理场耦合分析

l 自适应网格重划

l 并行处理（SMP和MPP）

2.材料模式库(140多种)

l 金属

l 塑料

l 玻璃

l 泡沫

l 编制品

l 橡胶（人造橡胶）

l 蜂窝材料

l 复合材料

l 混凝土和土壤

l 炸药

l 推进剂

l 粘性流体

l 用户自定义材料

3.单元库

l 体单元

l 薄/厚壳单元

l 梁单元

l 焊接单元

l 离散单元

l 束和索单元

l 安全带单元

l 节点质量单元

l SPH单元

4.接触方式(50多种)

l 柔体对柔体接触

l 柔体对刚体接触

l 刚体对刚体接触

l 边-边接触

l 侵蚀接触

l 充气模型

l 约束面

l 刚墙面

l 拉延筋

5.汽车行业的专门功能

l 安全带

l 滑环

l 预紧器

l 牵引器

l 传感器

l 加速计

l 气囊

l 混合III型假人模型

6.初始条件、载荷和约束功能

l 初始速度、初应力、初应变、初始动量（模拟脉冲载荷）；

l 高能炸药起爆；

l 节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷；

l 循环约束、对称约束（带失效）、无反射边界；

l 给定节点运动（速度、加速度或位移）、节点约束；

l 铆接、焊接（点焊、对焊、角焊）；

l 二个刚性体之间的连接－球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万向连接、平移连接；

l 位移/转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连；

l 带失效的节点固连。