LS-DYNA非线性动力分析软件详解及应用

LS-DYNA是一款强大的非线性动力学分析软件，它以显式求解为主，隐式求解为辅，能够处理一系列复杂的工程问题。这款软件最初由J.O.Hallquist博士在1976年的美国Lawrence Livermore National Lab开发，主要用于武器设计的分析工具。随着不断的更新和改进，它逐渐发展成为全球知名的非线性动力分析软件，被广泛应用在武器结构设计、内弹道和终点弹道分析、军用材料研究等多个领域。 LS-DYNA的核心功能包括二维和三维非线性结构的高速碰撞、爆炸、金属成形等问题的模拟。此外，它还能解决传热、流体动力学以及流固耦合问题。在1988年，J.O.Hallquist成立了LSTC公司，推出了LS-DYNA系列的商业软件，包括显式求解的2D和3D版本，隐式求解的LS-NIKE，热分析软件LS-TOPAZ，以及前后处理工具如LS-MAZE和LS-POST等。 随着版本的升级，LS-DYNA的功能得到了显著增强。例如，930版至950版逐步加入了汽车安全性分析，如汽车碰撞模拟、气囊展开、安全带分析和人体模型应用，同时也支持了薄板冲压成形过程的模拟。在960版中，LS-DYNA增加了不可压缩流体求解器，扩展了流体与固体之间的耦合模拟，支持了ALE（任意拉格朗日-欧拉）和Euler算法，这使得软件在国防和民用领域的应用更加广泛。 LS-DYNA的材料模型非常丰富，包括超过140种动态材料模型，涵盖了各种材料的非线性行为。接触计算也是其特色之一，提供了40多种不同的接触类型，适应各种接触条件下的复杂问题。这些特性使得LS-DYNA成为解决多学科问题的理想工具，不仅适用于军事研究，也在汽车工业、航空航天、机械工程等领域有广泛的应用。 在国内，LS-DYNA的商业用户数量已经超过了100家，这反映了其在工程技术分析中的重要地位。无论是进行结构响应分析、冲击加载、热流体耦合还是材料破坏行为的研究，LS-DYNA都能提供准确而详尽的解决方案。 总结来说，LS-DYNA是一款高度灵活且功能全面的有限元分析软件，它的强大在于其处理非线性问题的能力，包括几何非线性、材料非线性和接触非线性。通过对不同领域的深入研究和不断的技术更新，LS-DYNA已经成为工程师们解决复杂动态问题不可或缺的工具。