Ansys LS-DYNA
Multiphysik-Solver

Wechseln Sie ganz einfach zwischen impliziten und expliziten Solvern für verschiedene Durchläufe. 

Der ICFD-Solver ist ein eigenständiger CFD-Code, der einen stationären Solver, einen transienten Solver, ein Turbulenzmodell für RANS/LES, freie Oberflächenströme und eine isotropische/anisotropische poröse Medienströmung umfasst. Gekoppelt mit Struktur-Solver, EM-Solver und thermischem Solver.

EM löst die Maxwell-Gleichungen mit FEM und BEM in der Wirbelstrom-Approximation. Dies ist für Fälle geeignet, in denen die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in der Luft (oder im Vakuum) als unmittelbar betrachtet werden kann. Die Hauptanwendungen sind magnetische Metallformung oder Schweißen, induzierte Erwärmung und Batteriemissbrauchssimulation.

Multiphysik-Solver umfassen ICFD für nicht komprimierbare Flüssigkeiten, elektromagnetischen Solver, EM für Batteriemissbrauch und CESE für komprimierbare Flüssigkeiten.

Es gibt mehrere Partikelmethoden mit LS-Dyna. AIRBAG_PARTICLE wird für Airbag-Gaspartikel verwendet, wobei das Gas als ein Satz starrer Partikel in zufälliger Bewegung modelliert wird. PARTICLE_BLAST für hochexplosive Partikel, wobei hochexplosives Gas und Luft als Partikelgas modelliert werden. Das Verfahren für diskrete Elemente umfasst Anwendungen wie Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung, Chemie- und Tiefbau, Bergbau, Mineralverarbeitung.

In LS-DYNA wird ein Kontakt definiert, indem (über Teile, Teilesätze, Segmentsätze und/oder Knotensätze) ermittelt wird, welche Positionen auf potenzielle Durchdringung eines Slave-Knotens durch ein Master-Segment geprüft werden sollen. Es wird jedes Mal nach Durchdringungen gesucht, wobei unterschiedliche Algorithmen zum Einsatz kommen. Im Falle eines Kontakts auf Penalty-Basis wird, wenn eine Durchdringung erfasst wird, eine zur Eindringtiefe proportionale Kraft angewendet, um der Durchdringung zu widerstehen und sie schließlich zu eliminieren. Starre Körper können in jeden Kontakt auf Penalty-Basis einbezogen werden, aber damit die Kontaktkraft realistisch verteilt wird, sollte das Netz, das einen starren Körper definiert, genauso fein sein wie das eines verformbaren Körpers.

Es stehen mehrere Tools zur lokalen Verfeinerung des Volumennetzes zur Verfügung, um netzempfindliche Phänomene wie turbulente Wirbel oder die Wiederanlagerung von Grenzschichten besser zu erfassen. Während der Geometrieerstellung können Oberflächen definiert werden, mithilfe derer der Vernetzer eine lokale Netzgröße innerhalb des Volumens festlegt. Wenn keine interne Netzstruktur verwendet wird, um die Größe zu definieren, wird der Vernetzer eine lineare Interpolation der Oberflächengrößen verwenden, die die Volumenumhüllung definieren.

Peridynamik und SPG

Die geglättete Partikel-Galerkin-Methode (SPG) ist eine neue Lagrangesche Partikelmethode zur Simulation der starken plastischen Verformung und des Materialbruchs bei duktilem Materialversagen. Die Peridynamik-Methode ist eine weitere überzeugende Methode für die Analyse von Sprödfrakturen in isotropen Materialien sowie bestimmten Verbundstoffen wie CFK. Diese beiden numerischen Methoden haben ein gemeinsames Merkmal bei der Modellierung des 3D-Materialfehlers mithilfe eines Bond-basierten Versagensmechanismus. Da die Materialerodierungstechnik nicht mehr notwendig ist, wird die Simulation der Materialausfallprozesse sehr effektiv und stabil.

Isogeometrische Analyse (IGA)

Das isogeometrische Paradigma nutzt Basisfunktionen des computergestützten Designs (CAD) für die numerische Analyse. Die tatsächliche Geometrie der CAD-Teile bleibt erhalten, was in klarem Gegensatz zur Finite-Elemente-Analyse (FEA) steht, bei der die Geometrie mit Polynomen höherer Ordnung approximiert wird. Isogeometrische Analyse (IGA) wurde in den letzten Jahren eingehend studiert, um (1) den Aufwand zu reduzieren, der zwischen Entwurfs- und Analyserepräsentationen anfällt und (2) Genauigkeit einer höheren Ordnung durch Zwischenelementskontinuität höherer Ordnung der im CAD verwendeten Spline-Basisfunktionen zu erzielen. LS-DYNA ist der erste kommerzielle Code, der IGA durch die Implementierung von verallgemeinerten Elementen und dann von Schlüsselwörtern zur Unterstützung von nicht-einheitlichen rationalen B-Splines (NURBS) unterstützt. Viele der Standard-FEA-Funktionen, wie Kontaktmodelle, Spot-Weld-Modelle, anisotrope Konstitutivgesetze oder Frequenzbereichsanalyse, sind in LS-DYNA mit neuen Funktionen verfügbar und werden stetig aktualisiert.

Dummys

Anthropomorphe Testgeräte (ATDs), auch bekannt als „Crashtest-Dummys“, sind lebensgroße Schaufensterpuppen, die mit Sensoren ausgestattet sind, die Kräfte, Momente, Verschiebungen und Beschleunigungen messen. Diese Messungen können dann interpretiert werden, um die Erwartung von Verletzungen zu prognostizieren, die ein Mensch während eines Aufpralls erleiden würde. Im Idealfall sollten sich ATDs wie echte Menschen verhalten und gleichzeitig so langlebig sein, dass sie über mehrere Einsätze hinweg einheitliche Ergebnisse liefern. Es gibt eine große Vielfalt verfügbarer ATDs, die unterschiedliche menschliche Größen und Formen repräsentieren können.

Barrieren

LSTC bietet verschiedene Modelle von Offset Deformable Barrier (ODB) und Movable Deformable Barrier (MDB). LSTC ODB- und MDB-Modelle wurden entwickelt, um die Korrelation bei verschiedenen Tests zu ermöglichen, die von unseren Kunden zur Verfügung gestellt wurden. Diese Tests liefern proprietäre Daten und sind aktuell nicht öffentlich zugänglich.

Reifen

LST hat gemeinsam mit FCA Reifen-Modelle entwickelt. Diese Modelle können über die LST-Modell-Download-Seite heruntergeladen werden. Die Modelle basieren auf einer Serie von Tests zu Material, Prüfungen und Tests auf Komponentenebene. Das Finite-Elemente-Netzwerk basiert auf 2D-CAD-Daten der Reifen-Sektion. Alle wichtigen Komponenten des Reifens nutzen 8-knotige Hexaedron-Elemente. Die Elastomere werden mit *MAT_SIMPLIFIED_RUBBER und die Lagen mit *MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC modelliert.