Ansys LS-DYNA
多物理场求解器

Ansys LS-DYNA是业界领先的显式仿真软件，可用于跌落测试、冲击和侵彻、撞击和碰撞、乘员安全等领域。

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对材料在短时高强度载荷下的响应进行仿真

Ansys LS-DYNA是全球最为广泛使用的显式仿真程序，能够仿真材料在短时高强度载荷下的响应。LS-DYNA提供大量单元、接触公式、材料模型和其它控制功能，能通过掌控问题的所有细节来仿真复杂的模型。Ansys LS-DYNA应用包括：

Ansys LS-DYNA：最具可扩展性的多物理场和显式动力学软件 — 观看视频

规格速览

LS-DYNA以极其快速和高效的并行化提供多种分析。

冲击分析

成形解决方案

欧拉、拉格朗日和ALE公式

非线性隐式结构分析

碰撞仿真与分析

电磁学

光滑粒子水动力学

非线性显式结构分析

故障分析

流固耦合

不可压缩流体力学

全人体安全模型（THUMS™）

2024年7月

新功能

Ansys LS-DYNA 2024 R2版本使客户能够在复杂多物理场仿真的整个工作流程中提高效率。

简化输入文件拆分

现在，LS-DYNA输入文件的所有部分都可以被轻松拆分并保存到单独的子输入文件中，以便在Mechanical内部和外部使用。简化了修改或提取特定部分（例如网格、变形几何结构或命名选择）的流程，以便在后续仿真中重复使用。

简化的噪音，振动和不平顺性（NVH）仿真

此次增强功能通过边界元法（BEM）声学分析，简化了复杂几何形状的NVH工作流程。这些增强功能包括专用的BEM声学网格划分工作流程，其可显著缩短总网格划分时间；以及集成BEM声学求解器，该求解器可以评估高频和大频率范围，而无需对流体体积进行网格划分。

增强型多物理场仿真

在对结构和热引起的变形对电磁组件的影响进行仿真时，多物理场耦合的增强功能可提高仿真精度。其应用包括电池建模、电磁成形、感应硬化等。

瞬时冲击：MMA竞技中的头部击打仿真

通过仿真，医生可以确定脑部劳损的程度和位置，从而改进脑震荡治疗。

通过应用基于LS-DYNA仿真的工作流程，临床医生可以获取选手的加速度水平，并计算出大脑不同区域的应变水平。

阅读文章

临床医生不知道该如何测量头部冲击造成的损伤。由磁共振成像（MRI）、计算机断层扫描（CT）和血液测试诊断的脑震荡通常会产生不确定的结果。

Michael Power博士在爱尔兰都柏林博蒙特医院（Beaumont Hospital）负责临床护理，该医院专门治疗脑损伤，其中有许多脑损伤是在接触运动中引发。几年前，他与Ansys的爱尔兰渠道合作伙伴CADFEM Ireland合作，将工程仿真与临床专业技术相结合来研究脑震荡机制。他们试图了解仿真软件是否可以帮助确定脑震荡的原因，减少脑震荡的数量并改进脑震荡的治疗。

LS-DYNA功能

用于极端变形问题仿真的众多功能

工程师可以解决涉及材料失效的仿真并查看失效在部件或系统中的进展情况。此外，工程师还可以轻松处理具有大量相互作用的部件或表面的模型，并且可以准确地对复杂行为之间的相互作用和载荷传递进行建模。使用具有更多CPU内核的计算机可以显著缩短求解时间。

主要特性

LS-DYNA单元、接触公式、材料模型和其它控制功能可用于仿真复杂模型，并控制问题的所有细节。

隐式和显式求解器
频域分析
不可压缩流体的ICFD
电磁求解器
多物理场求解器
粒子方法
接触 – 线性和非线性
自适应网格重新划分
无网格 – SPH和ALE
高级CAE
配套工具

隐式和显式求解器

针对不同的运行在隐式和显式求解器之间实现轻松切换。

频域分析

频域分析允许LS-DYNA用户探索频率响应函数、稳态动力学、随机振动、响应谱分析、声学BEM和FEM、疲劳SSD和随机振动等功能。您可以将这些功能用于NVH、声学分析、国防工业、疲劳分析和地震工程等应用。

用于不可压缩流体的ICFD

ICFD求解器是一个独立的CFD代码，包括稳态求解器、瞬态求解器、RANS/LES湍流模型、自由表面流和各向同性/各向异性多孔介质流。与结构、EM求解器和热求解器耦合。

电磁求解器

EM使用涡流近似值中的FEM和BEM求解Maxwell方程式。这种方法可用于电磁波在空气中（或真空中）的传播可视为即时传播的情况。主要应用包括磁性金属成型或焊接、感应加热和电池滥用仿真。

多物理场求解器

多物理场求解器包括用于不可压缩流体的ICFD、电磁求解器、用于电池滥用的EM和用于可压缩流体的CESE。

粒子方法

有几种使用LS-DYNA的粒子方法。AIRBAG_PARTICLE可用于气囊气体粒子，其将气体作为一组随机运动的刚性粒子进行建模。PARTICLE_BLAST可用于高爆炸性粒子，其可以对高爆炸性气体和空气模拟粒子气体进行建模。离散元方法包括农业和食品处理、化学和土木工程、采矿、矿物加工等应用。

接触 – 线性和非线性

在LS-DYNA中，接触是通过识别（通过部件、部件集、段集和/或节点集）哪些位置要检查，针对从节点到主段的潜在侵入进行定义的。每次都使用多种不同算法中的任何一种来搜索接触侵入。在基于惩罚的接触中，当发现侵入时，将施加与侵入深度成比例的力进行抵抗，并最终消除侵入。刚体可包括在任何基于惩罚的接触中，但为了使接触力真实地分布，建议将任何刚体的网格与可变形体的网格定义得一样精细。

自适应网格重新划分

为体网格的局部细化提供了多种工具，以便更好地捕获网格敏感现象，例如湍流涡旋或边界层分离重新附着。在几何结构设置过程中，用户可以定义网格器将使用的表面，以指定体积内的局部网格尺寸。如果没有使用内部网格来指定尺寸，网格器将使用定义体积外壳的表面尺寸的线性插值。

无网格SPH

Ansys LS-DYNA®中的SPH方法与有限元和离散元方法相结合，将其应用范围扩展到涉及爆炸的多物理场相互作用或流固耦合的各种复杂问题。

无网格 ALE

Ansys LS-DYNA有两种不同类别的无网格粒子求解器：基于连续介质的光滑粒子水动力学（SPH）以及使用离散元法（DEM）、粒子爆炸法（PBM）和微粒粒子法（CPM）的离散粒子求解器。这些求解器可用于各种应用，例如超高速冲击、爆炸、摩擦搅拌焊接、涉水、汽车挡风玻璃、车窗玻璃和复合材料中的断裂分析、金属摩擦钻孔、金属加工以及对混凝土和金属目标的高速冲击。

高级CAE

近场动力学和SPG

光滑粒子迦辽金（SPG）方法是一种新的拉格朗日粒子方法，可用于仿真延性材料失效时发生的严重塑性变形和材料断裂。近场动力学方法是另一种适合用于对各向同性材料以及某些复合材料（如CFRP）进行脆性断裂分析的方法。在使用基于键合的失效机制对3D材料失效进行建模时，这两种数值方法具有共同的特征。由于无需运用到材料侵蚀技术，材料失效过程的仿真变得非常有效和稳定。

等几何分析（IGA）

等几何范式采用计算机辅助设计（CAD）的基函数进行数值分析。CAD部件的实际几何结构被保留，这与有限元分析（FEA）形成鲜明对比，后者的几何结构近似于潜在的高阶多项式。在过去几年中，业界针对等几何分析（IGA）进行了广泛研究，目的是（1）减少在设计和分析表示之间的工作量，以及（2）通过CAD中使用的样条曲线基函数的高阶单元间连续性获得更高的精度。LS-DYNA是率先通过实施广义单元和支持非均匀有理B样条（NURBS）的关键字来支持IGA的商业代码。LS-DYNA中随时提供许多标准的FEA功能（例如接触、点焊模型、各向异性本构定律或频域分析），并不断添加新功能。

配套工具

LS-OPT

Ansys LS-OPT是一种独立运行的设计优化与概率分析软件，可以接口Ansys LS-DYNA。由于设计目标通常发生冲突，因此难以实现最佳设计。LS-OPT使用一种涉及设计优化逆向流程的系统化方法：首先指定标准，然后根据数学框架计算最佳设计。

当设计受结构和环境输入变量影响，导致响应发生变化，可能造成有害的行为或失效时，应开展概率分析。概率分析使用多个仿真评估输入变量对响应变量的影响，确定失效概率。

设计优化与概率分析结合在一起，帮助您快速轻松地实现最佳产品设计，并在此过程中节省时间和资金。

LS-OPT的典型应用包括：

设计优化
系统识别
概率分析

LS-TaSC

LS-TaSC™是一种拓扑和形状计算工具。LS-TaSC专为需要优化结构的工程分析师研发，并配合LS-DYNA的隐式和显式求解器使用。LS-TaSC处理大型非线性问题的拓扑优化，包括动态载荷和接触条件。

支持工具/LST模型

人偶模型

拟人化测试设备 (ATD)，被称为“碰撞测试人偶模型”，是真人大小的人体模型，配备了用于测量力、力矩、位移和加速度的传感器。然后可以解释这些测量结果，以预测人类在撞击期间会遭受的伤害程度。理想情况下，ATD的行为应该像真人一样，同时足够耐用，可以在多次撞击中产生一致的结果。有各种各样的ATD可用于表示不同的人体尺寸和形状。

障碍

LSTC提供多种偏移变形障碍（ODB）和可移动变形障碍（MDB）模型。LSTC ODB和MDB模型的开发与我们客户提供的多个测试相关联。这些测试是专有数据，目前不向公众提供。

轮胎

LST与FCA共同开发了轮胎模型。这些模型可以通过LST模型下载部分下载。这些模型基于一系列材料、验证和组件级测试。有限元网格基于轮胎截面的2D CAD数据。轮胎的所有主要组件都使用8节点六面体单元。弹性体使用*MAT_SIMPLIFIED_RUBBER建模，层片使用*MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC建模。