1、LS-DYNA軟件簡介及相應分析實例 報告人： 陳 林主要內容nLS-DYNA發展歷史nLS-DYNA與ANSYS等軟件的關系n利用LS-DYNA進行結構分析的主要步驟nLS-DYNA的學習難點nLS-DYNA學習所需的相關資料n目前本人所作的一些相關分析工作LS-DYNA發展歷史LS-DYNA程序最初稱為DYNA程序，由J.O.Hallquist 博士于1976年在美國Lawrence Livermore國家實驗室主持開發完成。當時主要為北約組織的武器結構設計提供分析工具。1988年J.O.Hallquist博士創建LSTC公司，DYNA走向商業化發展歷程，并更名為LS-DYNA。1996年

2、LSTC公司與ANSYS公司合作推出ANSYS/LS-DYNA，用戶可以充分利用ANSYS的前后處理和統一數據庫的優點。LS-DYNA發展歷史n目前，LS-DYNA程序還在不斷的拓展與完善中，基本上每年甚至半年就會有高版本的LS-DYNA程序（這里指其主體求解器程序，不包括其前、后處理器）出現。而隨著ANSYS與LS-DYNA的結合，高版本的ANSYS軟件都會內嵌有高版本的LS-DYNA程序。n同時LSTC公司也在不斷強化自身研發的前后處理器。例如目前ANSYS13.0內集成的LS-PREPOST3.0，在前后處理方面已經具有了許多ANSYS所不具備的優點。總體而言，LS-DYNA是世界最著名

3、的通用顯式動力分析程序，特別適合求解各種非線性結構的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性動力沖擊問題。LS-DYNA與ANSYS等軟件的關系n這里主要是給那些還不怎么了解這個軟件的同學理清幾個概念，即通常所說的ANSYS與LS-DYNA究竟具有什么樣的關系？利用LS-DYNA進行分析的過程中還會用到什么軟件？n其實通常情況下，我們所說的LS-DYNA程序是指其核心計算程序，例如最新的版本LS971 R5.0.exe。而當ANSYS與LS-DYNA一起被提及時，這里的ANSYS一般是指其前處理器。換句話說，我們進行動力分析時，首先通過ANSYS的前處理器進行有限元網格劃分等工作，然后再調用LS971

4、 R5.0.exe進行計算。LS-DYNA與ANSYS等軟件的關系n由于ANSYS與LS-DYNA始終存在部分功能不兼容的情況，所以實際建模過程中，還會經常需要利用文本編輯軟件（如Ultraedit）修改關鍵字文件（即ANSYS的輸出文件，也是LS-DYNA的運行文件，后面會提到）。n隨著LS-PREPOST軟件功能的不斷增強，現在一般都采用它進行后處理。n簡言之，與LS-DYNA相關的軟件主要是前處理器ANSYS、LS-DYNA求解器、Ultraedit文本編輯器、后處理器LS-PREPOST，以上軟件都是獨立的，都有其各自的操作界面。另外，還可以采用FEMB、HyperMesh、MSC.P

5、ATRAN等軟件作為LS-DYNA的前后處理器利用LS-DYNA進行結構分析的主要步驟 ANSYS前處理Ultraedit修改k文件LS-PREPOST后處理LS-DYNA求解主要流程圖1、通過桌面開始菜單進入ANSYS操作平臺界面（Mechanical APDL Product Launcher）2、進入ANSYS建模主界面3、輸出關鍵字文件（即k文件）4、利用Ultraedit文本編輯器進行k文件的修改關鍵字5、返回ANSYS操作平臺界面，將模擬環境由“ANSYS”調整為“LS-DYNA Solver”6、程序自動進入LS-DYNA主程序LS971 R5.0.exe7、通過LS-PREPO

6、ST軟件打開計算結果文件D3plotLS-DYNA的學習難點n首先，因其需要掌握ANSYS建模，所以學LS-DYNA便相當于要學習ANSYS+LS-DYNA；并且在學習的過程中還會遇到ANSYS與LS-DYNA兩種軟件的銜接問題。例如利用ANSYS建模時必須搞清楚所使用的命令對應于關鍵字文件中的具體什么關鍵字，以及關鍵字中的什么參數？ 例如，ANSYS命令流ET,1,LINK160 對應于關鍵字文件中的*SECTION_BEAM，同時也決定了此關鍵字中代表單元算法的一個參數。LS-DYNA的學習難點n對于初學者來說，對于K文件的修改會是一個頭痛的問題，因為人們總是習慣于根據參考書中的例題進行學

7、習，而關鍵字千變萬化，參考書不可能逐一講解，這就需要一個不斷地自我摸索的過程。n目前關于LS-DYNA的參考書不多，特別是中文的參考書較少，這就需要學習者經常閱讀英文參考資料。LS-DYNA的學習難點n接觸問題。 與ANSYS等靜力分析軟件采接觸單元定義接觸不同，LS-DYNA處理接觸問題的方式是定義接觸面，它不需要額外的接觸單元，只需要將分析中可能接觸的兩個面定義一個接觸屬性即可。具體體現在k文件中的關鍵字*contact。該關鍵字包含了大量的參數，在簡單問題中，采用默認的參數即可，但是很多情況下，需要人工控制。這就需要對LS-DYNA關于接觸的理論部分有一個較為清晰的理解。這應該是處理碰撞

8、問題時可能會遇到的最大難點！LS-DYNA的學習難點n沙漏問題 由于動力分析，特別是高非線性條件下的動力分析的自身的特點，沙漏問題幾乎是一個不可避免的問題。它與模型的很多因素相關，例如有限元網格尺寸、計算時間步長、材料模型、結構的幾何形狀以及撞擊能量大小等。這些參數總是相互制約，這造成了很難得到一個完美的沙漏控制方案。例如有限元網格尺寸變小則沙漏減小，但此時很可能計算時間會增加數倍！LS-DYNA學習所需的相關資料nLS-DYNA關鍵字說明文檔nLS-DYNA理論手冊n一兩本LS-DYNA參考書，例如白金澤的LS-DYNA3D理論基礎與實例分析、時黨勇、李裕春的基于ANSYS /LS-DYNA

9、8.1進行顯式動力分析LS-DYNA學習所需的相關資料n為了深入了解材料模型特別是混凝土材料模型，還需要閱讀一些這方面的原始文獻。例如常用的混凝土HJC模型：Computational Constitutive Model for Concrete Subjected to Large Strains, High Strain Rates, and High Pressures Concrete Damage模型：A Plasticity Concrete Material Model for Dyna3dn仿真論壇目前本人所作的一些相關分析工作n東風卡車撞擊防撞柱分析n重型卡車撞擊橋墩分析n等效鋼架東風卡車撞擊防撞柱分析模型輪廓圖東風卡車撞