ANSYS&LSDYNA

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1、LS-DYNA的历史¢1976年，由美国LawrenceLivemore实验ANSYS/LS-DYNA简介室开发¢1988年成立LivemoreSoftwareTechnologyCorporation(LSTC)陆新征¢1996年与ANSYS公司合作，用ANSYS作清华大学土木工程系为DYNA的前后处理2004.6.LS-DYNA的主要应用领域常用的隐式有限元程序¢汽车碰撞¢武器研究¢铸造成型K(u)∆u=Fext−Fint(u)−Mu&&¢跌落分析¢振动和动力仿真需要迭代求解刚度矩阵求逆1显式有限

2、元分析特色1.对时间中心差分¢无需对刚度矩阵求逆，只需对质量矩阵求逆，&&−1[]而质量矩阵往往可以简化为对角阵u(t)=MP(t)−F(t)K(u)∆u=F−F(u)−Mu&&intextint¢没有增量步内迭代收敛问题，可以一直计算下∆t∆tu&(t+)=u&(t−)+u&&(t)⋅∆t去22∆tu(t+∆t)=u(t)+u&(t+)⋅∆t22.计算单元应变增量3.计算内力4.回到1隐式显式计算的优点和缺点注意事项¢隐式计算¢LS-DYNA和ANSYS是两个完全不同的软件，它¢时间步长增量较大有自

3、己的求解器、单元、材料、荷载、边界条¢每个荷载步都能控制收敛，避免误差累积件。ANSYS只是为其提供先后处理¢存在迭代不收敛的问题¢LS-DYNA目前还没有很完善的前后处理系统，¢计算量随计算规模增大而成超线性增长ANSYS相对而言是比较好的第三方系统。¢显式计算¢ANSYS并没有提供LS-DYNA的全部功能，有些¢时间步长很小特殊功能需要通过用户自己填写数据卡片输入。¢误差累积¢不存在迭代不收敛的问题¢计算量随计算规模基本为线性增长2ANSYS运行LS-DYNA的步骤选择功能模块¢定义单元¢定义材料

4、¢定义模型¢定义接触¢定义边界条件和荷载¢定义求解时间¢求解选择功能组件定义单元¢ANSYS16x系列单元族3ANSYS/LS-DYNA单元类型常用的单元形式：Solid164¢LINK160:显式pin-jointed桁架单元(similartoLINK8)¢BEAM161:显式梁单元(similartoBEAM4)¢SOLID162:显式平面单元(similartoPlane42)¢SHELL163:显式薄壳单元(similartoSHELL181)¢SOLID164:显式块单元(similart

5、oSOLID45)¢COMBI165:显式弹簧与阻尼单元(similartoCOMBIN14)¢MASS166:显式结构质量(similartoMASS21)¢LINK167:显式索单元(similartoLINK10)积分方式Lagrangian网格和ALE网格¢缩减积分和全积分¢缩减积分：只有一个高斯积分点¢全积分：2×2×2个积分点¢缩减积分速度快，但会有沙漏变形问题4常用的单元形式：Shell163Shell163重要算法¢Belytschko-Tsay(BT,KEYOPT(1)=2,defa

6、ult):¢简单壳单元¢非常快¢翘曲时易出错¢Belytschko-Wong-Chiang(BWC,KEYOPT(1)=10):¢速度是BT单元的1.25倍¢适用于翘曲分析¢Belytschko-Leviathan(BL,KEYOPT(1)=8):¢CPU时耗为BT单元的1.4倍¢仍在开发中¢第一个具有物理沙漏控制的单元¢S/Rco-rotationalHughes-Liu(S/RCHL,KEYOPT(1)=7):¢没有沙漏的壳单元¢计算耗时较多常用的单元形式：Beam161Beam161的截面形式5

7、实参数定义材料¢LS-DYNA的实参数和普通ANSYS模型基本一致，一般是给出单元的截面几何尺寸等信息。说明材料类型列表¢LinearElastic¢NonlinearElastic¢LS-DYNA是一个完全独立的软件，所以对材料¢Isotropic(withFluid¢Blatz-KoRubber的定义也和ANSYS完全不同Option)¢Mooney-Rivlin¢Orthotropic¢Viscoelastic¢ANSYS/LS-DYNA提供了ANSYS中不具备的材¢Anisotropic¢Fo

8、am料模型:¢Plasticity¢Isotropic(4)¢RateIndependent(2)¢应变率相关塑性模型¢Orthotropic¢RateSensitive(8)¢EquationofState¢温度敏感塑性材料¢CompositeDamage¢Temp.&strainrate¢应力和应变失效准则模型¢Concretedependentplasticity¢Other¢空材料¢Nullmaterials¢Rigidbodies¢状态方程模型