LS-DYNA R6.1.2沖壓仿真領域評測（上篇）

    LS-DYNA是世界上最著名的通用顯式動力分析程序，能夠模擬真實世界的各種復雜問題，特別適合求解各種二維、三維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，同時可以求解傳熱、流體及流固耦合問題。在工程應用領域被廣泛認可為最佳的分析軟件包。與實驗的無數次對比證實了其計算的可靠性。截止到目前為止的最新版本是2014年1月份推出LS971_R6.1.2版本。

    LS-DYNA程序是功能齊全的幾何非線性（大位移、大轉動和大應變）、材料非線性（140多種材料動態模型）和接觸非線性（50多種）程序。它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結構分析為主，兼有熱分析、流體-結構耦合功能；以非線性動力分析為主，兼有靜力分析功能（如動力分析前的預應力計算和薄板沖壓成型后的回彈計算）；軍用和民用相結合的通用結構分析非線性有限元程序。

    目前在沖壓仿真方面以LS-DYNA為主要求解器的軟件有：DynaForm、JSTAMP、Hyperform等；其中DynaForm為其沖壓領域的主要的合作開發商；通過的實際應用證明，不同版本的LS-DYNA求解器在分析時間、分析結果質量上有重大的差異，甚至某些版本都不能得到正常的計算出正確的結果（如LS971_R4.x.x系列的某些版本），為了保證沖壓仿真分析的結果的可靠性，就有必要對求解器的速度、穩定性等有全面的了解，在下文中，筆者使用軟件自帶的例子以及NUMISHEET 2005年大會中的算例，對沖壓仿真領域相關的重力、拉延、回彈等常用的功能進行綜合評比測試，以對比各個版本的求解器(R3.2.1/R5.1.1/R6.1.2/R7.0.1)之間的差異，以便于實際的工作和應用。

    備注：由于LS071_R4.X.X系列的求解器在重力及回彈等領域存在重大缺陷，所以此次不予以評測該版本。

LS-DYNA軟件組成分類及支持平臺簡介

    LS-DYNA支持目前主要各大主流的操作系統，WINDOWS、LINUX、UNIX等三大平臺都能支持。

    LS-DYNA支持的LINUX平臺的操作系統如下圖所示：

圖1 LS-DYNA支持的LINUX平臺的操作系統

    支持的NUIX平臺的操作系統如下圖所示：

圖2 支持的NUIX平臺的操作系統

    支持的Windows平臺的操作系統如下圖所示：

    支持2000/XP/VISTA/WIN7/WIN8的Win32和Win64版本的windows系統；

圖3 支持的Windows平臺的操作系統

LS-DYNA軟件的分類

    LS-DYNA軟件從計算方式上分為SMP、MPP、HYBRID等三大類；

    SMP版本主要為在一臺運算服務器上，支持多個CPU進行并行運算；

    MPP版本指使用多臺相同系統的運算服務器進行聯合仿真分析；

    LINUX和UNIX操作系統還有HYBRID方式的，指的是不同操作系統平臺的聯合分析。

    對于大多數企業及用戶來說，一般都是使用WINDOWS平臺的版本，所以下面重點介紹一下WINDOWKS平臺的版本，如下圖所示：

圖4 WINDOWKS平臺的版本的介紹

    對于一般的沖壓分析，使用SMP版本的LS-DYNA就足以滿足要求了，因為沖壓仿真使用的是殼單元類型，對于計算資源的要求較低；目前主流的工作站或服務器一般都是雙CPU，8核，16線程，相當于16個CPU；對于沖壓仿真即使是網格數目比較多的汽車覆蓋件類的計算，這個硬件資源足夠了。

    SMP版本的LS-DYAN還分Win32位和Win64位版本，其中Win32位版本可以在WIN32和WIN64操作系統上運行，Win64位的LS-DYNA只能在Win64位操作系統上運行。

    SMP版本的LS-DYNA還分單精度與雙精度，這個根據不同類型的計算進行有選擇的使用，總的來說雙精度的計算更精確但是計算時間也會加長。

測試環境

    前后處理軟件：使用DynaForm5.9.1_X64；

    操作系統：Windows7_64_SP1 中文旗艦版；

    內存：8G；

    CUP：17 Q620M；

    使用CPU個數：單核雙線程（相當于2個CPU）；

    測試案例：S梁 、Fender、NUMISHEET 2005 BM2。

LS-DYNA R6.1.2沖壓仿真領域評測（中篇）

LS-DYNA R6.1.2沖壓仿真領域評測（下篇）

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