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。截止到目前为止的最新版本是2014年1月份推出LS971_R6.1.2版本。
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。
目前在冲压仿真方面以LS-DYNA为主要求解器的软件有:DynaForm、JSTAMP、Hyperform等;其中DynaForm为其冲压领域的主要的合作开发商;通过的实际应用证明,不同版本的LS-DYNA求解器在分析时间、分析结果质量上有重大的差异,甚至某些版本都不能得到正常的计算出正确的结果(如LS971_R4.x.x系列的某些版本),为了保证冲压仿真分析的结果的可靠性,就有必要对求解器的速度、稳定性等有全面的了解,在下文中,笔者使用软件自带的例子以及NUMISHEET 2005年大会中的算例,对冲压仿真领域相关的重力、拉延、回弹等常用的功能进行综合评比测试,以对比各个版本的求解器(R3.2.1/R5.1.1/R6.1.2/R7.0.1)之间的差异,以便于实际的工作和应用。
备注:由于LS071_R4.X.X系列的求解器在重力及回弹等领域存在重大缺陷,所以此次不予以评测该版本。
LS-DYNA软件组成分类及支持平台简介
LS-DYNA支持目前主要各大主流的操作系统,WINDOWS、LINUX、UNIX等三大平台都能支持。
LS-DYNA支持的LINUX平台的操作系统如下图所示:
图1 LS-DYNA支持的LINUX平台的操作系统
支持的NUIX平台的操作系统如下图所示:
图2 支持的NUIX平台的操作系统
支持的Windows平台的操作系统如下图所示:
支持2000/XP/VISTA/WIN7/WIN8的Win32和Win64版本的windows系统;
图3 支持的Windows平台的操作系统
LS-DYNA软件的分类
LS-DYNA软件从计算方式上分为SMP、MPP、HYBRID等三大类;
SMP版本主要为在一台运算服务器上,支持多个CPU进行并行运算;
MPP版本指使用多台相同系统的运算服务器进行联合仿真分析;
LINUX和UNIX操作系统还有HYBRID方式的,指的是不同操作系统平台的联合分析。
对于大多数企业及用户来说,一般都是使用WINDOWS平台的版本,所以下面重点介绍一下WINDOWKS平台的版本,如下图所示:
图4 WINDOWKS平台的版本的介绍
对于一般的冲压分析,使用SMP版本的LS-DYNA就足以满足要求了,因为冲压仿真使用的是壳单元类型,对于计算资源的要求较低;目前主流的工作站或服务器一般都是双CPU,8核,16线程,相当于16个CPU;对于冲压仿真即使是网格数目比较多的汽车覆盖件类的计算,这个硬件资源足够了。
SMP版本的LS-DYAN还分Win32位和Win64位版本,其中Win32位版本可以在WIN32和WIN64操作系统上运行,Win64位的LS-DYNA只能在Win64位操作系统上运行。
SMP版本的LS-DYNA还分单精度与双精度,这个根据不同类型的计算进行有选择的使用,总的来说双精度的计算更精确但是计算时间也会加长。
测试环境
前后处理软件:使用DynaForm5.9.1_X64;
操作系统:Windows7_64_SP1 中文旗舰版;
内存:8G;
CUP:17 Q620M;
使用CPU个数:单核双线程(相当于2个CPU);
测试案例:S梁 、Fender、NUMISHEET 2005 BM2。
LS-DYNA R6.1.2冲压仿真领域评测(中篇)
LS-DYNA R6.1.2冲压仿真领域评测(下篇)
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