LS-DYNA - LS-DYNA

LS-DYNA
Снимок экрана с LS-PrePost, демонстрирующий результаты моделирования LS-DYNA, когда Geo Metro ударился о жесткую стену со скоростью 120 километров в час (75 миль в час).
Скриншот из LS-PrePost демонстрируя результаты моделирования LS-DYNA Гео Метро столкновение с твердой стеной со скоростью 120 километров в час (75 миль в час)
Разработчики)LSTC (Ansys, Inc.)
Стабильный выпуск
R8.0 / март 2015 г.
Операционная системаМайкрософт Виндоус, Linux, Unix[1]
ТипКомпьютерная инженерия, Конечно-элементный анализ
ЛицензияПроприетарный коммерческое программное обеспечение (1978 DYNA3D Программное обеспечение общественного достояния[2])
Интернет сайтhttp://www.lstc.com/

LS-DYNA представляет собой передовой пакет программного обеспечения для мультифизического моделирования общего назначения, разработанный бывшей Livermore Software Technology Corporation (LSTC), которая была приобретена ANSYS в 2019 году.[3] В то время как пакет продолжает содержать все больше и больше возможностей для расчета многих сложных проблем реального мира, его истоки и основная компетенция лежат в крайне нелинейной динамике переходных процессов. анализ методом конечных элементов (FEA) с использованием явной интеграции времени. LS-DYNA используется автомобиль, аэрокосмический, строительство и гражданское строительство, военные, производство, и биоинженерия отрасли.

История

LS-DYNA возникла из 3D FEA программа DYNA3D, разработанный доктором Джоном О. Холлквистом в Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора (LLNL) в 1976 г.[4] DYNA3D был создан для имитации воздействия опции Full Fusing Option (FUFO) или "Dial-a-yield «Ядерная бомба для сброса на малой высоте (скорость удара ~ 40 м / с). В то время не было 3D-программного обеспечения для моделирования удара, а 2D-программное обеспечение было несовершенным. Хотя бомба FUFO была в конечном итоге отменена, разработка DYNA3D продолжалась.[2] DYNA3D использовала явную интеграцию по времени для изучения нелинейных динамических задач, причем исходные приложения были в основном для анализа напряжений конструкций, подвергающихся различным типам ударов. Программа изначально была очень простой, в основном из-за нехватки адекватных вычислительных ресурсов в то время. Одновременно разрабатывалась двухмерная версия того же программного обеспечения.[4] В 1978 году DYNA3D исходный код был выпущен в всеобщее достояние без ограничений по запросу из Франции.[2]

В 1979 году была выпущена новая версия DYNA3D, которая была запрограммирована для оптимальной работы на CRAY-1 суперкомпьютеры. Этот новый выпуск содержал улучшенную обработку скользящей поверхности раздела, которая была на порядок быстрее, чем предыдущая обработка контактов. В этой версии также были исключены структурные элементы и твердотельные элементы более высокого порядка из первой версии, а также была включена поэлементная интеграция метода интегральных разностей, разработанного в 1974 году.[4]

Выпуск 1982 года включал девять дополнительных моделей материалов, которые позволяли проводить новые симуляции, такие как взаимодействия взрывчатых веществ и грунтов. Релиз также позволил провести анализ структурной реакции на проникающие снаряды. Усовершенствования, внесенные в 1982 г., увеличили скорость выполнения примерно на 10 процентов. Холлквист был единственным разработчиком DYNA3D до 1984 года, когда к нему присоединился доктор Дэвид Дж. Бенсон.[5] В 1986 году было добавлено много возможностей. К дополнительным функциям относятся балки, оболочки, твердые тела, контакт с одной поверхностью, трение на границе раздела, дискретные пружины и демпферы, дополнительная обработка в виде песочных часов, дополнительная интеграция точного объема и VAX /VMS, IBM, UNIX, COS совместимость с операционной системой. На этом этапе DYNA3D стал первым кодом, имеющим общий алгоритм контакта с одной поверхностью.[4]

Обработки металлов давлением Возможности моделирования и составного анализа были добавлены в DYNA3D в 1987 году. Эта версия включала изменения в элементы оболочки и динамическое расслабление. Последний выпуск DYNA3D в 1988 г. включал еще несколько элементов и возможностей.[4]

К 1988 г. LLNL отправила около 600 ленты содержащий программное обеспечение для моделирования. Холлквист консультировал около 60 компаний и организаций по вопросам использования DYNA3D.[2] В результате в конце 1988 года была основана Ливерморская корпорация программных технологий (LSTC), чтобы продолжить разработку DYNA3D гораздо более целенаправленно, что привело к появлению LS-DYNA3D (позже сокращенного до LS-DYNA). Таким образом, выпуск и поддержка DYNA3D были прекращены. С тех пор LSTC значительно расширил возможности LS-DYNA в попытке создать универсальный инструмент для большинства нужд моделирования.[4]

В 2019 году LSTC была приобретена Ansys, Inc.[3]

Типичное использование

Нелинейный означает как минимум одно (а иногда и все) из следующих осложнений:

Переходная динамика означает анализ высокоскоростных краткосрочных событий, когда инерционный силы важные. Типичное использование включает:

Характеристики

LS-DYNA состоит из одного исполняемого файла и полностью управляется командной строкой. Следовательно, все, что требуется для запуска LS-DYNA, - это командная оболочка, исполняемый файл, входной файл и достаточно свободного места на диске для выполнения расчетов. Все входные файлы в простом виде ASCII формат и, следовательно, может быть подготовлен с использованием любого Текстовый редактор. Входные файлы также могут быть подготовлены с помощью графического препроцессор. Для предварительной обработки входных файлов LS-DYNA доступно множество программных продуктов сторонних производителей. LSTC также разрабатывает собственный препроцессор, LS-PrePost, который распространяется бесплатно и работает без лицензии. Лицензиаты LS-DYNA автоматически получают доступ ко всем возможностям программы, от простого линейного статического механического анализа до передовых методов теплового и поточного решения. Кроме того, они полностью используют LSTC LS-OPT программное обеспечение, автономный пакет оптимизации проекта и вероятностного анализа с интерфейсом к LS-DYNA.

Возможности

Возможности применения LS-DYNA многочисленны и могут быть адаптированы для многих областей. LS-DYNA не ограничивается каким-либо конкретным типом моделирования. В данном моделировании любая из многих функций LS-DYNA может быть объединена для моделирования широкого спектра физических событий. Примером моделирования, включающего уникальную комбинацию функций, является НАСА JPL Марс-следопыт посадка, имитирующая использование космическим зондом подушек безопасности для облегчения посадки.

Возможности анализа LS-DYNA:

Библиотека материалов

Обширная библиотека моделей материалов LS-DYNA:

Библиотека элементов

Некоторые из типов элементов, доступных в LS-DYNA:

Контактные алгоритмы

Контактные алгоритмы LS-DYNA:

  • Гибкий контакт с телом
  • Контакт гибкого тела с твердым телом
  • Контакт твердого тела с твердым телом
  • Сквозной контакт
  • Разрушающий контакт
  • Связанные поверхности
  • CAD-поверхности
  • Жесткие стены
  • Рисуем бусинки

Приложения

Безопасность автомобилей и безопасность пассажиров

LS-DYNA используется в автомобильной промышленности для анализа конструкции транспортных средств.[6][4] LS-DYNA точно предсказывает поведение автомобиля при столкновении и последствия столкновения для пассажиров. С LS-DYNA автомобильные компании и их поставщики могут тестировать конструкции автомобилей без необходимости использовать инструменты или экспериментально тестировать прототип, что позволяет сэкономить время и деньги.

Специализированные автомобильные функции LS-DYNA:

Формовка листового металла с LS-DYNA

Одно из приложений LS-DYNA - формовка листового металла.[6][4] LS-DYNA точно прогнозирует напряжения и деформации, испытываемые металлом, и определяет, выйдет ли металл из строя. LS-DYNA поддерживает адаптивное изменение сетки и при необходимости уточняет сетку во время анализа, чтобы повысить точность и сэкономить время.

Приложения для обработки металлов давлением LS-DYNA включают:

  • Штамповка металла
  • Гидроформинг
  • Ковка
  • Глубокий рисунок
  • Многоступенчатые процессы

Приложения для аэрокосмической промышленности

LS-DYNA используется в аэрокосмической промышленности для моделирования удар птицы,[6][4] локализация лопастей реактивного двигателя и разрушение конструкции.

LS-DYNA применяет в аэрокосмической отрасли:

  • Сдерживание клинка
  • Удар птицы (лобовое стекло и лезвие двигателя)
  • Анализ отказов

Другие приложения

Другие приложения LS-DYNA включают:

  • Падение испытания
  • Дизайн банки и транспортной тары
  • Дизайн электронных компонентов
  • Формование стекла
  • Пластмассы, пресс-форма и выдувное формование
  • Биомедицинские (сердечные клапаны)
  • Резка металла
  • Землетрясение
  • Анализ отказов
  • Спортивный инвентарь (клюшки, мячи для гольфа, бейсбольные биты, шлемы)
  • Гражданское строительство (морские платформы, проектирование дорожных покрытий)

использованная литература

  1. ^ http://www.lstc.com/products/ls-dyna
  2. ^ а б c d Доктор Дэвид Дж. Бенсон. "История LS-DYNA" (PDF). Калифорнийский университет, Сан-Диего. Получено 2009-03-25.
  3. ^ а б Ансис-ЛСТЦ. "ANSYS приобретает LSTC". Ansys, Inc. Получено 2020-06-11.
  4. ^ а б c d е ж г час я LSTC. "Руководство пользователя по ключевому слову LS-DYNA, том 1" (PDF). Ливерморская корпорация программных технологий (LSTC). Получено 2009-03-25.
  5. ^ Сешу Ниммала. «Сравнение DYNA3D, NIKE3D и LS-DYNA». Государственный университет Орегона. Архивировано из оригинал 15 апреля 2012 г.. Получено 2014-01-15.
  6. ^ а б c LSTC, LS-DYNA Приложения, получено 2 февраля, 2017

внешние ссылки