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1、ANSYS/LS-DYNA功能介绍,摘 要,ANSYS/LS-DYAN历史ANSYS/LS-DYAN的现状ANSYS/LS-DYAN求解功能,3,ANSYS/LS-DYNA发展概况,1976-1986,美国 劳伦斯利沃莫尔国家实验室（LLNL）,J.O.Hallquist 博士主导开发DYNA3D。DYNA系列为国际主要的显式非线性动力分析程序,广泛用于冲击-碰撞、爆破及流固耦合研究，是当时北约新武器开发的重要工具。1986年部分源程序在 Public Domain(北约局域网）发布，从此在研究和教育机构广泛传播，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
2、程序）的基础代码,发展历程,ANSYS/LS-DYNA发展概况,1987，Hallquist创建LSTC公司,开始了DYNA软件商品化的过程1990推出LS-DYNA 900版本，目前为950版本1996年，ANSYS与LSTC合作推出 ANSYS/LS-DYNA5.3，目前为5.6,发展概况,摘 要,ANSYS/LS-DYAN历史ANSYS/LS-DYAN的现状ANSYS/LS-DYAN求解功能,ANSYS/LS-DYNA?秉承了ANSYS软件的强大的前后处理功能和DYNA3D强大的求解分析能力是目前市场上求解最快的、功能最丰富、用户数量最多的显式有限元分析软件,瞬态动力冲击分离过程模拟声振
3、耦合鸟 撞 叶片包容碰撞分析 冲击、爆炸、点火空间废墟碰撞气弹颤振,航空航天,工程应用,工 程 应 用,摘 要,ANSYS/LS-DYAN发展概况ANSYS/LS-DYAN现状ANSYS/LS-DYAN求解功能,ANSYS/LS-DYNA总体特点,三维快速高度非线性显式有限元分析程序以三维结构为主的多物理场耦合分析：结构 流体 热先进丰富的数值处理技术材料模式接触方式ALE算法并行处理网格畸变处理,功能特点,显式算法和时步控制,无收敛迭代，依靠小时步保证计算精度 有条件稳定，变时步增量解法 集中质量矩阵，无总体刚度矩阵，计算速度快,功能特点,先进丰富的数值处理技术,丰富的材料类型简单适用的单元
4、类型多种接触及耦合方式先进的ALE算法先进的畸变网格处理技术高效的并行计算技术求解控制技术,功能特点,丰富的材料类型,模式：126种种类：弹性材料、弹塑性材料、复合材料、蜂窝材料、丝织物胶类物、生物肌体炸药（燃爆性）、推进剂、混凝土、土壤、地质、超弹性、橡胶、泡沫玻璃、粘性流体刚体自定义材料（用户子程序）,功能特点,材料相关因素,材料模式的相关因素失效损伤粘性松弛各向异性温度相关应变率相关流体动力材料可附加状态方程,功能特点,材料失效准则,主应力等效应力主应变剪切应变等效应变静水压极限应力：复合材料：Chang-Chang,Tsai-Wu,功能特点,单 元 类 型,实体单元壳体单元梁单元杆单元
5、索单元,弹簧-阻尼单元质量元安全带,保护气囊焊接单元,功能特点,单元特点,所有的结构单元采用Co-Rotation坐标系，描述有限变形Shell和Solid单元有多种算法，包括单点积分和多点积分Solid单元中包括 拉格朗日、欧拉、任意拉格朗日-欧拉 单元,功能特点,Lagrange/Euler/ALE 描述,任意拉格朗日-欧拉（ALE）参考构形 独立于物质坐标和空间坐标节点与材料点和空间点分离。,功能特点,接触方式,四十余种接触类型变形体-变形体变形体-刚体离散点-变形体单面变形结构固连和失效侵蚀，一维滑动线(钢筋混凝土)等三种算法罚函数法分配参数法节点约束法用户子程序,功能特点,接触类型,
6、Automatic_generalautomatic_nodes_to_surfaceautomatic_one_way_surface_to_surfaceautomatic_single_surfaceautomatic_surface_to_surfaceairbag_single_surfaceconstrained_nodes_to_surfaceconstrained_surface_to_surfacedrawbeaderoding_nodes_to_surfaceeroding_surface_to_surfaceeroding_single_surfaceforce_tran
7、sducer_constraintforce_transducer_penaltyforming_nodes_to_surfaceforming_one_way_surface_to_surfaceforming_surface_to_surfacenodes_to_surfaceone_way_surface_to_surfacesurface_to_surfacerigid_nodes_to_rigid_bodyrigid_body_one_way_to_rigid_bodyrigid_body_two_way_to_rigid_body,single_edgesingle_surface
8、sliding_onlysliding_only_penaltytiebreak_nodes_to_surfacetiebreak_surface_to_surfacetied_nodes_to_surfacetied_nodes_to_usrface_offsettied_shell_edge_to_surfacetied_shell_edge_to_surface_offsettied_surface_to_surfacetied_surface_to_surface_offsetcontact_interiorcontact_1d2d_sliding_only2d_tied_slidin
9、g2d_sliding_voids2d_penalty_friction2d_penalty2d_single_surface2d_automatic,功能特点,求解控制技术,求解精度及稳定性技术零能模式和沙漏控制：单点积分可引起零能模式(沙漏现象)零能模式对结构动力分析的影响LS-DYNA用沙漏粘性阻尼来控制零能模式人工粘性：高速碰撞在结构内部产生应力波压力,密度,能量,质点加速度突变给方程求解造成困难；求解过程控制技术子循环质量缩放重启动交互式实时图形，计算过程监视,功能特点,Lagrange/Euler/ALE 描述,拉格朗日（Lagrangian）参考构形建立在物质坐标中参考构形跟随物
10、质变形（流动）网格节点与材料点一致,功能特点,Lagrange/Euler/ALE 描述,欧拉（Eulerian）参考构形建立在空间坐标系中，保持固定物质在网格间运动网格节点与空间点一致，与材料点分离。,功能特点,网格畸变处理技术,Lagrange自适应网格（Adaptive）局部单元细化细化单元与相邻原有单元依靠约束方程强制协调,功能特点,Lagrange网格重划分（Re-mesh）时间步长与变形程度相关单元数目增加计算时间一般较长,网格畸变处理技术,ALE（Re-map)时间步长与变形程度相关单元数目不变积分步包括Lagrange 和 Euler步，在Euler步自动优化网格,Euler任
11、意程度的变形单元数目、时间步长不变可同时耦合流场,功能特点,非理想爆轰,功能特点,复合材料,层数无限破坏形式母相的开裂和压溃增强纤维的断裂层间破坏拉剪压剪应变失效失效准则Tsai-WuChang-ChangMax Strain结构/热耦合分析,功能特点,复合材料常见类型,叠层或缠绕工艺制备的纤维 增强复合材料代表：飞行器、压力容器、武器装备中大 量部件母相中铺设网状编织物增强编织物剪切变形的非线性特性代表：头盔,其它防护装置玻璃与聚合物相间的复合材料玻璃失效采用应变失效代表：飞机挡风玻璃、防弹玻璃蜂窝材料或结构代表：飞机、汽车座椅的缓冲材料（结构）,功能特点,LS-DYNA流体分析功能,层流与紊流有粘与无粘单物质流多物质流流体/结构/热耦合,浇铸，水下爆炸气泡分析，液体晃动射流分析，冲击气流,功能特点,流体-结构耦合分析,用于描述多物质ALE或欧拉单元与结构或（单物质ALE单元）的相互作用两种算法运动约束法罚函数法,流体功能,声场分析,不同介质及多介质的声场分析结构与声场的耦合分析可模拟振动、噪声求解方式：声单元（无流动）；Euler流体（介质流动）,声场分析,跌落试验模块(Drop Test Module),只需建立模型，指定初速度、高度、跌落方向等参数自动建立地面单元（刚体）日用消费品电子产品罐装产品集装箱,模块,
