ANSYS LS-DYNA是一个显式通用非线性动力分析有限元程序，可以求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性问题。
软件功能齐全，可求解涉及到几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（200多种材料动态模型）和接触非线性（50多种）的瞬态
动力学问题。ANSYS LS-DYNA for Workbench是基于ANSYS Workbench仿真平台下新的使用环境，包括前处理模块、求解模块、后处理模块
该软件具有很广泛的分析功能
可模拟许多二、三维结构的物理特性：
非线性动力分析
非线性热分析
材料失效分析
裂纹扩展分析
结构接触分析
准静态分析
欧拉场分析
ALE 分析
FSI 分析
ANSYS LS-DYNA
ANSYS LS-DYNA特点
目前，瞬态问题（如碰撞、涡轮叶片包容等）和大变形问题（冲
压与成形等）给数值仿真分析人员带来很大的挑战。ANSYS
LS-DYNA 模块使工程分析人员能够理解和分析产品在制造、
运输和使用过程中可能发生的严重负载情况下的复杂物理过
程。ANSYS LS-DYNA 在众多的行业中有着大量的应用，如：
汽车、金属成形、冲压和锻造等。该模块典型的优势特点如下：
高效丰富的求解器
显式算法仿真分析需要大量的计算时间，ANSYS LS-DYNA
的显式算法拥有优的性能。除了单核良好的性能外，该模
块随着核数的增加，其并行效率具有几乎线性化的性能。
ANSYS LS-DYNA 具有Lagrange、ALE、Euler、SPH、
EFG 等求解器。
ALE 和Euler 列式
ANSYS LS-DYNA 程序主要采用Lagrange 有限元列式，其
单元网格附着在材料上，随着材料的流动而产生单元网格的
变形。但是在结构变形过于巨大时，有可能使有限元网格造成严重畸变，引起数值计算的困难，甚至程序终止运算。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。Euler 网格与Lagrangian 有限元网格可方便地耦合，以处理流体与结构
在各种复杂载荷条件下的相互作用的问题。
无网格算法
ANSYS LS-DYNA 有2 种无网格算法：SPH算法和EFG算法。
SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光顺粒子算法，
是一种无网格Lagrange 算法，早用于模拟天体物理问题，
后来发现解决其它物理问题它也是非常有用的工具，如精确
分析计算连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等。
EFG 方法（Element Free Galerkin），也称为meshfree，处
理以下低速大变形问题具有优势：
材料极度扭曲，比如：碰撞、超速碰撞
移动边界，自由表面，比如：流固耦合
自适应处理过程，比如：锻压、挤压
移动不连续，比如：裂纹扩展
从求解算法上，ANSYS LS-DYNA 是以显式算法为主，隐式
为辅的通用非线性动力分析有限元程序。可以进行显式- 隐式，
以及隐式- 显式结合的计算方式。
统一的使用环境（Workbench）
在经典的ANSYS 使用环境中，可以采用传统的ANSYS 参数
化设计语言（APDL）来进行复杂的显式动力学问题的求解。
随着技术的发展，强大而全面的ANSYS Workbench 环境具有双向的CAD 接口功能、几何清理工具、自动网格划分功能。网格划分工具的扩展及大
地提高了ANSYS LS-DYNA 分析中涉及的初始条件和边界条件的定义效率。通过ANSYS Workbench 环境中提交LS-DYNA 计算关键字文件（.k）
直接计算，计算结果通过Workbench 进行后处理。
友好的用户界面
ANSYS LS-DYNA 采用ANSYS Workbench 全新的仿真管理
环境。该环境集工具箱、项目导航、工具栏、菜单栏于一体。
在该环境中，可以方便地进行前后处理和求解：包括模型的建
立、材料数据的选取与定义、网格的划分、约束和载荷的施加、
接触的定义、求解计算、动画的制作、曲线和图的生成等。
ANSYS Workbench使用环境
ANSYS LS-DYNA使用环境
4 ANSYS LS-DYNA
方便的材料定义
材料模型用来模拟结构材料的动态载荷下的响应。
ANSYS LS-DYNA 有丰富的材料模型计算能力，涵盖几
乎所有类型的显式动态模拟所需的材料响应类型。这些模
型包括正交各向异性材料、热弹塑性材料、弹塑性断裂材
料、应变率相关材料、正交异性压碎材料、复合损伤材料、
温度和率相关材料等。
ANSYS Workbench 提供提供LS-DYNA 常用的材料模型的定义，包括 弹性、弹塑性、应变硬化、应变率硬化等多种类型，以及相应的状态方程
EOS定义。
易用的后处理
ANSYS LS-DYNA 在Workbench 环境直接进行计算结果
的后处理，包括制作动画、显示曲线等。
材料定义界面
ANSYS LS-DYNA后处理材料参数定义
强大的网格划分
ANSYS LS-DYNA 提供高可靠性、自动化的网格工具，
具有强大的体、壳、粱单元的网格划分功能，可以进行二
维模型的四边形、三角形单元的网格划分，三维模型的四
面体、五面体、六面体单元的网格划分；还可以进行许多
高级网格控制，如体、面或边尺寸控制以及局部密（粗）
化等等。可以完全满足各种不同结构、不同分析工况对网
格的要求。
面网格与体网格
四面体与六面体网格
ANSYS LS-DYNA 5
接触算法
在显式动力学仿真中，结构之间的相互作用采用接触算法。接触算法必须考虑许多复杂的相互作用的可能性。针对模拟仿真问题的类型，特殊的接
触算法可以被用来实现稳定的、精确的及有效的结果。自动接触方式是容易使用的接触方法、并且可以处理绝大多数的问题，对于某些问题采用
特殊用途接触可以是有效和强大的。ANSYS LS-DYNA 提供一系列广泛的接触算法，如自动接触、单面接触、点焊接触、面对面带侵蚀接触、边边
触、拉延筋接触等等。
实用价值
方便的模型导入功能、与CAD 系统的双向参数互导，可以
将不同CAD 系统的模型无缝地导入
极其方便的网格划分功能、灵活的网格划分方式，方便对复
杂模型的网格自动划分。从而提高模型计算的精度，以及划
分网格的效率
丰富的结构作用处理方式，接触、焊接、连接、侵蚀接触等
作用方式，真实地处理实际结构的相互作用环境
稳定和强大的结构求解技术，直观、真实地模拟实际的各类
材料结构的工程问题
交互式的计算方式，方便实时对计算进行监测，可以及时调
整计算工况
强大的后处理功能，方便地输出各种变量的图、曲线，以及各种变量的动画
缩短新产品的研制和开发周期，降低新产品研制和开发费用
其他辅助模块
ANSYS DesignModeler
该模块是基于数值仿真的建模工具，提供独特的、面向CAE
的几何建模和编辑功能。可用于创建草图、详细的几何造型，
以及概念模型等。
ANSYS LS-DYNA HPC
该模块提供ANSYS LS-DYNA 高效的并行计算能力，提供
SMP 和MPP 的并行计算方式。采用该模块对于大模型的计
算可以加速问题的求解，提高计算的效率。
接触类型
6 ANSYS LS-DYNA
典型应用
航空航天安全性分析
- 飞机、发动机的鸟撞、叶片包容性、异物损伤
- 飞行器结构的防撞特性，在冲击与动态载荷下的安全性
金属成形分析和模具设计
- 薄板冲压工艺和过程完整仿真
- 体积成形工艺和过程仿真（包括锻造、轧制、挤压、拉拔、
爆炸成形等）
- 特种成形、机械加工、铸造、注塑等工艺和过程仿真
电子产品抗冲击设计、跌落分析（跌落试验）和包装设计
飞机迫降过程模拟鸟撞模拟过程模拟
体积成形（自适应EFG） 冲压、浇铸、锻造等各种成形过程模拟
电器、电子产品跌落分析笔记本、手机跌落分析
ANSYS LS-DYNA 7
土木工程抗震特性、路桥防护设计设计等
国防安全设计
船舶、列车等交通工具的耐碰撞安全分析
桥梁安全分析
聚能装药战斗部设计
射流成形及侵彻仿真 |
合作伙伴与授权机构
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总部李老师
