LS-DYNA

（高度非线性显式动力学分析软件）

LS-DYNA适用于研究结构动力学问题中涉及大变形、复杂材料模型和接触情况的物理现象。LS-DYNA可以在显式分析和采用不同时间步长的隐式分析之间进行切换。不同学科如热耦合分析、计算流体动力学（CFD）、流固耦合、光滑粒子流体动力学（SPH）、无网格伽辽金法（EFG）、颗粒法（CPM）、边界元法（BEM）等可以与结构动力学相结合进行分析。

LS-DYNA 已在美国加利福尼亚州开发了20多年，在涉及结构非线性动力学等复杂问题中应用为广泛的求解器。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。

分析能力

不同的应用领域会使用以下一个或组合的特征功能：

▀ 非线性动力学
▀ 耦合的刚体动力学
▀ 准静态模拟
▀ 模态分析
▀ 线性和非线性静力学
▀ 特征值分析
▀ 热分析
▀ 流体分析
▀ 欧拉分析功能
▀ 任意拉格朗日欧拉法（ALE）
▀ 流固耦合
▀ 水下冲击分析（USA）
▀ 失效分析；裂纹扩展
▀ 声学
▀ 多物理场耦合；结构-热耦合分析
▀ 自适应网格重划分
▀ 重新分区
▀ 光滑粒子流体动力学（SPH）
▀ 无网格方法（EFG）
▀ 扩展有限元X-FEM
▀ CSE 求解器
▀ 2-D 和3-D 问题求解
▀ Nastran 读入
▀ 任意的刚体和可变形体之间切换
▀ 任意的显式和隐式之间切换
▀ 动态松弛

材料模型库
  LS-DYNA 提供了超过130 多种金属和非金属材料模型，且许多模型拥有失效准则。常用的材料模型包括：
▀ 金属；塑性材料
▀ 粘弹性材料；粘弹塑性材料
▀ 玻璃
▀ 泡沫材料
▀ 织物
▀ 弹性体和橡胶
▀ 蜂窝
▀ 复合材料
▀ 混凝土和泥土
▀ 炸药
▀ 粘性流体
▀ 生物医学用材料模型

▀ 用户自定义材料

丰富的单元库
  LS-DYNA 拥有大量的单元库，包括缩减积分单元和全积分单元。LS-DYNA 的低阶单元具有准确性、有效性和稳健性。对于缩减积分的壳单元和实体单元，零能模式可以通过粘度或刚度方式的沙漏形式来控制。单元主要包括：
▀ 各种不同的实体单元
▀ 8节点厚壳单元
▀ 各种不同的3 节点和4 节点壳单元
▀ 梁单元
▀ 焊点
▀ 离散的零长度梁
▀ 杆和缆索单元
▀ 节点质量单元
▀ 集中惯性单元
▀ 任意拉格朗日欧拉单元
▀ 欧拉单元
▀ 无网格伽辽金
▀ SPH 单元
▀ 2-D 分析单元
▀ 用户自定义单元

接触算法
  约束法和罚函数法在过去20 多年的大量仿真分析中应用得很好。LS-DYNA 有超过25种不同的接触类型，可用于热-机械耦合接触。这些接触类型主要解决变形体与变形体的接触、变形体间的单面接触、以及变形体与刚体或者刚体与刚体间的接触。接触面定义的范围概括如下：
▀ 单面接触
▀ 刚性墙接触
▀ 边-边接触
▀ 梁-梁接触
▀ 侵蚀接触
▀ 与 CAD 表面接触
▀ 粘合表面
▀ 2-D 接触
▀ 壳单元边与壳表面粘合接触
▀ 合力接触
▀ 流固耦合面
▀ 弹球接触 （SOFT=2）
▀ 摩擦方式：
- 库伦静摩擦和动摩擦
- 粘性摩擦
- 压力摩擦

- 用户自定义摩擦

刚体动力学功能

  LS-DYNA 同样包含多体动力学方面的功能。一些功能如下所示：

▀ 刚体
▀ 刚体向变形体的切换
▀ 变形体向刚体的切换
▀ 接头
- 球形接头
- 转动关节
- 柱形关节
- 平移副
- 锁定接头
- 电机接头
- 滑轮和螺旋接头
- 万向节
- 弯曲/扭转关节
▀ 接触
- 刚体与变性体的接触
- 刚体与刚体接触

▀ 几种离散单元（颗粒状）

软件平台

  LS-DYNA 可以被移植到所有常用的HPC 平台，包括大规模并行版本（MPP——信息传递程序设计）、共享内存的版本（SMP——对称内存处理）和混合版本（CPU 内用SMP， CPU 间用MPP）以及对应的单精度和双精度版本。 

专业化的金属成形功能

  LS-DYNA开发了专门模拟金属成形的功能用于获取准确模拟结果。

▀ IGES/VDA 接触
▀ 硬质模具
▀ 2-D 网格重划和重映射
▀ 隐式回弹
▀ 修边
▀ 自适应网格细化
▀ 网格粗化
▀ 拉延筋
▀ 复杂的滑动算法

▀ 各向异性塑性材料（Hill, Barlat）

专业化的汽车模拟功能
LS-DYNA提供了针对汽车应用方面的特殊功能，主要包括：

▀ 安全带
▀ 滑环
▀ 预紧器
▀ 卷缩器
▀ 传感器
▀ 加速度计
▀ 安全气囊参考几何
▀ 气体发生器模型
▀ 安全气囊均压仿真模拟
▀ 颗粒法的离位模拟
▀ ALE 方法的离位模拟
▀ 与 Madymo 耦合