LS-DYNA - LS-DYNA

LS-DYNA
Screenshot z LS-PrePost ukazující výsledky simulace LS-DYNA Geo Metro dopadající na pevnou zeď rychlostí 120 kilometrů za hodinu (75 mph)
Screenshot z LS-PrePost zobrazující výsledky simulace LS-DYNA a Geo metro náraz na pevnou zeď rychlostí 120 kilometrů za hodinu (75 mph)
VývojářiLSTC (Ansys, Inc.)
Stabilní uvolnění
R8.0 / březen 2015
Operační systémMicrosoft Windows, Linux, Unix[1]
TypPočítačem podporované inženýrství, Analýza konečných prvků
LicenceProprietární komerční software (1978 DYNA3D Software pro veřejnou doménu[2])
webová stránkahttp://www.lstc.com/

LS-DYNA je pokročilý univerzální softwarový balíček pro simulaci více fyziky vyvinutý společností Livermore Software Technology Corporation (LSTC), který získal Ansys v roce 2019.[3] I když balíček stále obsahuje více a více možností pro výpočet mnoha složitých problémů v reálném světě, jeho původ a základní kompetence spočívají ve vysoce nelineární přechodné dynamice analýza konečných prvků (FEA) pomocí explicitní časové integrace. LS-DYNA je používán automobil, letecký a kosmický průmysl, konstrukce a stavební inženýrství, válečný, výrobní, a bioinženýrství průmyslová odvětví.

Dějiny

LS-DYNA pochází z 3D FEA program DYNA3D, vyvinutý Dr. Johnem O. Hallquistem v Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) v roce 1976.[4] DYNA3D byl vytvořen za účelem simulace dopadu možnosti Full Fusing Option (FUFO) nebo „Dial-a-výnos „Jaderná bomba pro uvolnění v malé výšce (rychlost nárazu ~ 40 m / s). V té době nebyl k dispozici žádný 3D software pro simulaci nárazu a 2D software byl nedostatečný. Ačkoli bomba FUFO byla nakonec zrušena, vývoj DYNA3D pokračoval.[2] DYNA3D použil explicitní časovou integraci ke studiu nelineárních dynamických problémů, přičemž původní aplikace byla většinou napěťová analýza struktur procházejících různými typy nárazů. Program byl zpočátku velmi jednoduchý, převážně kvůli nedostatku adekvátních výpočetních zdrojů v té době. Souběžně byla vyvinuta dvourozměrná verze stejného softwaru.[4] V roce 1978 DYNA3D zdrojový kód byl propuštěn do veřejná doména bez omezení po žádosti z Francie.[2]

V roce 1979 byla vydána nová verze DYNA3D, která byla naprogramována pro optimální výkon na CRAY-1 superpočítače. Toto nové vydání obsahovalo vylepšené zpracování posuvného rozhraní, které bylo řádově rychlejší než předchozí zpracování kontaktu. Tato verze také eliminovala strukturní a vyšší řádové pevné prvky první verze a zároveň po prvcích zahrnovala integraci metody integrální diference vyvinuté v roce 1974.[4]

Uvolnění z roku 1982 zahrnovalo devět dalších materiálových modelů, které umožňovaly nové simulace, jako jsou interakce výbušné struktury a půdy a struktury. Uvolnění také umožnilo analýzu strukturální odezvy kvůli pronikající střely. Vylepšení v roce 1982 dále zvýšila rychlost provádění přibližně o 10 procent. Hallquist byl jediným vývojářem DYNA3D až do roku 1984, kdy se k němu připojil Dr. David J. Benson.[5] V roce 1986 bylo přidáno mnoho funkcí. Mezi přidané funkce patří nosníky, skořepiny, tuhá tělesa, kontakt s jednou plochou, tření rozhraní, diskrétní pružiny a tlumiče, volitelná úprava přesýpacích hodin, volitelná integrace přesného objemu a VAX /VMS, IBM, UNIX, COS kompatibilita s operačním systémem. V tomto okamžiku se DYNA3D stal prvním kódem, který měl obecný algoritmus kontaktů s jedním povrchem.[4]

Tváření kovů v roce 1987 byly do DYNA3D přidány možnosti simulace a kompozitní analýzy. Tato verze zahrnovala změny prvků shellu a dynamická relaxace. Konečné vydání DYNA3D v roce 1988 zahrnovalo několik dalších prvků a schopností.[4]

Do roku 1988 LLNL poslala přibližně 600 pásky obsahující simulační software. Hallquist konzultoval použití DYNA3D pro téměř 60 společností a organizací.[2] Výsledkem je, že na konci roku 1988 byla založena společnost Livermore Software Technology Corporation (LSTC), aby pokračovala ve vývoji DYNA3D mnohem cíleněji, což vedlo k LS-DYNA3D (později zkráceně na LS-DYNA). Vydání a podpora pro DYNA3D byly tedy zastaveny. Od té doby LSTC výrazně rozšířil možnosti LS-DYNA ve snaze vytvořit univerzální nástroj pro většinu simulačních potřeb.[4]

V roce 2019 společnost LSTC získala společnost Ansys, Inc..[3]

Typické použití

Nelineární znamená alespoň jednu (a někdy i všechny) z následujících komplikací:

Přechodná dynamika znamená analýzu vysoké rychlosti a krátkodobých událostí kde setrvačný síly jsou důležité. Typická použití zahrnují:

Vlastnosti

LS-DYNA se skládá z jednoho spustitelného souboru a je zcela řízen z příkazového řádku. Proto ke spuštění LS-DYNA potřebujete pouze příkazové prostředí, spustitelný soubor, vstupní soubor a dostatek volného místa na disku pro spuštění výpočtu. Všechny vstupní soubory jsou jednoduché ASCII formátu a lze jej tedy připravit pomocí libovolného textový editor. Vstupní soubory lze také připravit pomocí grafiky preprocesor. Pro předzpracování vstupních souborů LS-DYNA je k dispozici mnoho softwarových produktů třetích stran. LSTC také vyvíjí svůj vlastní preprocesor, LS-PrePost, který je volně distribuován a běží bez licence. Držitelé licence na LS-DYNA mají automaticky přístup ke všem možnostem programu, od jednoduché lineární statické mechanické analýzy až po pokročilé metody tepelného a průtokového řešení. Dále plně využívají LSTC LS-OPT software, samostatný balíček optimalizace designu a pravděpodobnostní analýzy s rozhraním k LS-DYNA.

Schopnosti

Potenciální aplikace LS-DYNA jsou četné a lze je přizpůsobit mnoha oborům. LS-DYNA není omezen na žádný konkrétní typ simulace. V dané simulaci lze libovolnou z mnoha funkcí LS-DYNA kombinovat a modelovat širokou škálu fyzických událostí. Příkladem simulace, která zahrnuje jedinečnou kombinaci funkcí, je NASA JPL Mars Pathfinder přistání, které simulovalo použití airbagů vesmírné sondy na pomoc při jejím přistání.

Možnosti analýzy LS-DYNA:

Knihovna materiálů

Komplexní knihovna materiálových modelů LS-DYNA:

Knihovna prvků

Některé typy prvků dostupné v LS-DYNA:

Kontaktujte algoritmy

Kontaktní algoritmy LS-DYNA:

  • Flexibilní kontakt s tělem
  • Flexibilní kontakt těla s tuhým tělem
  • Kontakt tuhého těla s tuhým tělem
  • Kontakt od okraje k okraji
  • Erodující kontakt
  • Vázané povrchy
  • CAD povrchy
  • Pevné stěny
  • Nakreslete korálky

Aplikace

Havarijní odolnost automobilu a bezpečnost cestujících

LS-DYNA se používá v automobilovém průmyslu k analýze návrhů vozidel.[6][4] LS-DYNA přesně předpovídá chování automobilu při srážce a účinky srážky na cestující ve vozidle. S LS-DYNA mohou automobilové společnosti a jejich dodavatelé testovat návrhy automobilů, aniž by museli prototypovat nebo experimentálně testovat, čímž šetří čas a náklady.

Specializované automobilové funkce LS-DYNA:

Tváření plechů pomocí LS-DYNA

Jednou z aplikací LS-DYNA je tváření plechů.[6][4] LS-DYNA přesně předpovídá napětí a deformace, kterým kov čelí, a určuje, zda kov selže. LS-DYNA podporuje adaptivní řemeshing a podle potřeby upraví síť během analýzy, aby se zvýšila přesnost a ušetřil čas.

Aplikace tváření kovů pro LS-DYNA zahrnují:

  • Lisování kovů
  • Hydroformování
  • Kování
  • Hluboké kreslení
  • Vícestupňové procesy

Aplikace v leteckém a kosmickém průmyslu

LS-DYNA se používá v leteckém a kosmickém průmyslu k simulaci ptačí úder,[6][4] zadržení lopatek tryskového motoru a porucha konstrukce.

Mezi letecké aplikace pro LS-DYNA patří:

  • Zadržení čepele
  • Úder ptáka (čelní sklo a list motoru)
  • Analýza selhání

Další aplikace

Mezi další aplikace LS-DYNA patří:

  • Testování pádem
  • Může a přepravní kontejner design
  • Návrh elektronických součástek
  • Tvarování skla
  • Plasty, formy a vyfukování
  • Biomedicína (srdeční chlopně)
  • Řezání kovů
  • Zemětřesení inženýrství
  • Analýza selhání
  • Sportovní vybavení (golfové hole, golfové míčky, baseballové pálky, helmy)
  • Inženýrské stavitelství (offshore plošiny, design chodníků)

Reference

  1. ^ http://www.lstc.com/products/ls-dyna
  2. ^ A b C d Dr. David J. Benson. "Historie LS-DYNA" (PDF). University of California, San Diego. Citováno 2009-03-25.
  3. ^ A b Ansys-LSTC. „Ansys získává LSTC“. Ansys, Inc.. Citováno 2020-06-11.
  4. ^ A b C d E F G h i LSTC. „Uživatelská příručka pro klíčové slovo LS-DYNA, svazek 1“ (PDF). Livermore Software Technology Corporation (LSTC). Citováno 2009-03-25.
  5. ^ Seshu Nimmala. „Srovnání DYNA3D, NIKE3D a LS-DYNA“. Oregonská státní univerzita. Archivovány od originál dne 15. dubna 2012. Citováno 2014-01-15.
  6. ^ A b C LSTC, Aplikace LS-DYNA, vyvoláno 2. února 2017

externí odkazy