一文快速了解 LSDYNA 非线性分析的基础功能

准备入手 LSDYNA 解决遇到的问题,或许这篇概述,可以让您很快的对 LSDYNA 有一个大体的了解。

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。LS-DYNA 功能特点有以下几个方面。

1. 分析能力

LSDYNA 目前支持以下分析:

  • 非线性动力学分析
  • 多刚体动力学分析
  • 多刚体动力学分析
  • 准静态分析(钣金成型等)
  • 热分析
  • 结构 - 热耦合分析
  • 流体分析:
  • 欧拉方式
  • 任意拉格郎日 - 欧拉(ALE)
  • 流体 - 结构相互作用
  • 不可压缩流体 CFD 分析

  • 有限元 - 多刚体动力学耦合分析(MADYMO,CAL3D)
  • 水下冲击
  • 失效分析
  • 裂纹扩展分析
  • 设计优化
  • 实时声场分析
  • 隐式回弹
  • 多物理场耦合分析
  • 自适应网格重划
  • 并行处理(SMP 和 MPP)

2. 材料模型库

LSDYNA 支持的材料库非常丰富,高达 140 多种,包括:

  • 水下冲击
  • 金属
  • 塑料
  • 玻璃
  • 泡沫
  • 编制品
  • 橡胶(人造橡胶)
  • 蜂窝材料
  • 复合材料
  • 混凝土和土壤
  • 炸药
  • 推进剂
  • 粘性流体
  • 用户自定义材料

3. 单元库

  • 体单元
  • 薄 / 厚壳单元
  • 梁单元
  • 离散单元
  • 焊接单元
  • 束和索单元
  • 安全带单元
  • 节点质量单元
  • SPH 单元

4. 接触方式

LS DYNA 另一个突出的特点是支持多种接触方式,含有 50 多种,其中包括:

  • 柔体对柔体接触
  • 刚体对刚体接触
  • 边 - 边接触
  • 侵蚀接触
  • 充气模型
  • 约束面
  • 刚墙面
  • 拉延筋

5. 特有功能

  • 安全带
  • 滑环
  • 牵引器
  • 传感器
  • 加速计
  • 气囊
  • 混合 III 型假人模型

6. 初始条件、载荷和约束功能

  • 初始速度、初应力、初应变、初始动量(模拟脉冲载荷)
  • 高能炸药起爆
  • 节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷
  • 循环约束、对称约束(带失效)、无反射边界
  • 给定节点运动(速度、加速度或位移)、节点约束
  • 铆接、焊接(点焊、对焊、角焊)
  • 二个刚性体之间的连接 - 球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万向连接、平移连接
  • 位移 / 转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连
  • 带失效的节点固连

7. 自适应网格划分功能

自动剖分网格技术通常用于薄板冲压变形模拟、薄壁结构受压屈曲、三维锻压问题等大变形情况,使弯曲变形严重的区域皱纹更加清晰准确。

对于三维锻压问题,LS-DYNA 主要有两种方法:自适应网格剖分和任意拉格朗日 - 欧拉网格(ALE)网格进行 Rezoning),三维自适应网格剖分采用的是四面体单元。

8. ALE 和 Euler 列式

ALE 列式和 Euler 列式可以克服单元严重畸变引起的数值计算困难,并实现流体 - 固体耦合的动态分析。在 LS-DYNA 程序中 ALE 和 Euler 列式有以下功能:

  • 多物质的 Euler 单元,可达 20 种材料
  • 若干种 Smoothing 算法选项
  • 一阶和二阶精度的输运算法
  • 空白材料
  • Euler 边界条件:滑动或附着条件
  • 声学压力算法
  • 与 Lagrange 列式的薄壳单元、实体单元和梁单元的自动耦合

9. SPH 算法

SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)光顺质点流体动力算法是一种无网格 Lagrange 算法,最早用于模拟天体物理问题,后来发现解决其它物理问题也是非常有用的工具,如连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等。SPH 算法可以解决许多常用算法解决不了的问题,是一种非常简单方便的解决动力学问题的研究方法。由于它是无网格的,它可以用于研究很大的不规则结构。

  • 发表于 · 2020.03.01 11:29 · 阅读 · 1032

[版权声明] :本文文字、代码及图片版权归原作者所有,任何媒体、网站或个人未经本网协议授权不得采集、整理、转载或以其他方式复制发表。已经本站协议授权的媒体、网站,在使用时必须注明“稿件来源:学研谷”。

0 条评论

请先 登录 后评论
猜猜我是谁
niqinzhong

0
提问
0
回答
1
文章
注册推广