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       LS-DYNA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)软件。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);是通用的结构分析非线性有限元程序。它包含以下分析功能:非线性动力学(图2,3,4, 5, 6, 7, 8, 9),刚体动力学,静力学模拟,模态分析,线性静力学,热传导分析,流体分析(欧拉计算,任意拉格朗日及欧拉计算,流体和结构的相互影响), 多刚体动力学的偶合适(MADYMO,CAL3D), 水下冲击, 失效分析, 裂纹扩展, 声学, 优化设计, 隐式求解板料回弹, 多种物理过程的偶合, 结构-温度的偶合, 有限元网格自动细分, 光滑粒子的静水动力学,无网格计算等。

           图(2)   汽车碰撞模拟                                                              图(3)   乘员约束系统模拟

              图(4)   客车翻滚模拟                                                               图(5)   泡沫材料的大变形模拟



图(6)  ALE/FSI 方法用于飞机迫降模拟


(7)   高精度金属成形模拟    



 图(8)   不可压缩流体CFD / FSI 模拟


 图(9) 可压缩流体CFD / FSI 模拟


LS-DYNA 拥有超强接触算法,能有效处理可变形物体之间的接触,可变形物体和刚体之间的接触,刚体和刚体的接触,边-边接触,腐蚀接触,连接表面,刚性墙,拉延筋。在汽车领域中提供了一些特殊功能:安全带,滑环,预紧力器,回收器,感器,加速度仪,汽车安全汽囊,混合III 型假人模型,充气模型。

 

1. LS-PREPOST(LS-DYNA专用前后处理界面


LS-PREPOST如图(10)是LSTC专门针对有限元动力仿真求解器LS-DYNA开发的前后处理软件LS-POST,它能够提供快速的后处理功能,如计算结果的图形、动画显示和输出、结果数据的图示与分析、历史变量的提取以及数据分析等。目前最新的前后处理程序LS-PREPOST的基本功能有:读入和写出LS-DYNA关键字,创造部分LS-DYNA模型数据;各种快速显示功能,如平移、旋转、缩放等,帮助用户诊断有限元模型; 读入二进制计算结果数据文件d3plot,图形显示各种结果; 动态显示变形、应力应变云图等; 提取各种历史变量,进行数据分析操作,如微积分、快速傅式交换等;LS-Prepost 3.0 是LS-Prepost的重新设计版本而且拥有完善的图形界面、几何处理模块、ALE、金属成形、气囊颗粒法等设置的新功能。



 图(10)   LS-PREPOST 


2. LS-OPT 基于LS-DYNA模拟的优化软件


LS-OPT是基于LS-DYNA模拟主要应用于优化设计和概率分析的独立的软件包。LS-OPT 能够让用户优化设计过程,利用设计空间;并能按照设定的约束和目标来得到优化设计如图(11)。这个软件非常适用于求解系统识别问题。LS-OPTui LS-OPT LS-DYNA 的图形界面,它能提供有效的工具来设定优化输入,监控并行计算,后处理优化结果及使用LS-POST 来显示多种设计。LS-OPT 包含以下功能:一个常用的语言,它是描述优化公式和过程的基础;前处理软件能控制设计和优化周期;一个多功能的LS-DYNA 的界面,能够处理文本及二进制格式的数据文件。输出最小,最大,和平均值。并能提供结果的过滤;提供特殊的金属成形准则,如成形极限图(FLD);模拟可以在多台计算机上同时进行;连续的近似过程使优化结果容易获得。



图(11)   乘员约束系统的优化设计

 

 

3. 假人模型,壁障,移动障碍物

 

为了降低用户的软件运行成本,除前后处理(LS-PREPOST),优化软件包(LS-OPT)外,LSTC也提供各种有限元常有模型如假人模型,壁障,移动障碍物等如图(12,13,14)。可以使用的假人模型有:侧碰-II  假人,混合 III50%有限元模型,混合III刚体有限元成人,美标侧碰假人模型。正在研发中的假人模型有:欧标 侧碰2版假人,混合III 3岁模型,混合III 6岁模型,侧碰-II 刚体假人,混合III 5%女模型。

 图(12)   假人模型


 图(13)   可变形壁障壁

图(14)   可移动壁障物


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