第一章引言
ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结
合起来。用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非
线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。使用本程序，可以用ANSYS建立模型，
用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。也可以在ANSYS
和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式
－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1 显式动态分析求解步骤概述
显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤
组成：
1：建立模型（用PREP7前处理器）
2：加载并求解（用SOLUTION处理器）
3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）
本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。没
有详细论述上面的三个步骤。如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，
那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。如果从未用过ANSYS,就
需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：
·ANSYS Basic Analysis Guide
·ANSYS Modeling and Meshing Guide
使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。多数情况
下，这些设置适合于所要求解的问题。
1.2 显式动态分析采用的命令
在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执
行求解。同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和
求解。
然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：
EDADAPT ：激活自适应网格 EDASMP ：创建部件集合
EDBOUND ：定义一个滑移或循环对称界面
EDBVIS ：指定体积粘性系数
EDBX ：创建接触定义中使用的箱形体
第一章引言
ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结
合起来。用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非
线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。使用本程序，可以用ANSYS建立模型，
用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。也可以在ANSYS
和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式
－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1 显式动态分析求解步骤概述
显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤
组成：
1：建立模型（用PREP7前处理器）
2：加载并求解（用SOLUTION处理器）
3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）
本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。没
有详细论述上面的三个步骤。如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，
那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。如果从未用过ANSYS,就
需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：
·ANSYS Basic Analysis Guide
·ANSYS Modeling and Meshing Guide
使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。多数情况
下，这些设置适合于所要求解的问题。
1.2 显式动态分析采用的命令
在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执
行求解。同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和
求解。
然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：
EDADAPT ：激活自适应网格 EDASMP ：创建部件集合
EDBOUND ：定义一个滑移或循环对称界面
EDBVIS ：指定体积粘性系数
EDBX ：创建接触定义中使用的箱形体
利用ANSYS/LS-DYNA仿真计算
ANSYS/LS-DYNA的前后处理器是ANSYS/PRE-POST,求解器LS-DYNA，是全世界范围内最知名的有限元显式求解程序。LS-DYNA在1976年由美国劳伦斯·利沃莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）J.O.Hallquist博士主持开发，时间积分采用中心差分格式，当时主要用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形动力响应，是北约组织武器结构设计的分析工具。LS-DYNA的源程序曾在北约的局域网Pubic
Domain公开发行，因此在广泛传播到世界各地的研究机构和大学。从理论和算法而言，LS-DYNA是目前所有的显式求解程序的鼻祖和理论基础。 1988年，J.O.Hallquist创建利沃莫尔软件技术公司（Livermore Software Technology Corporation），LS-DYNA开始商业化进程，总体来看，到目前为止在单元技术、材料模式、接触算法以及多场耦合方面获得非常大的进步。1996年功能强大的ANSYS前后处理器与LS-DYNA合作，命名为ANSYS/LS-DYNA，目前是功能最丰富，全球用户最多的有限元显式求解程序。
ANSYS/LS-DYNA的用户主要是发达国家的研究机构、大学和世界各地的工业部门（航空航天、汽车、造船、零件制造和军事工业等）。应用领域是：高速碰撞模拟（如飞机、汽车、火车、船舶碰撞事故引起的结构动力响应和破坏）、乘客的安全性分析（保护气囊与假人的相互作用，安全带的可靠性分析）、零件制造（冲压、锻压、铸造、挤压、轧制、超塑性成形等）、罐状容器的设计、爆炸过程、高速弹丸对板靶的穿甲模拟、生物医学工程、机械部件的运动分析等。 ANSYS/LS-DYNA强大功能的基础是求解器的理论基础和丰富算法。下面仅就LS-DYNA在模拟冲压、锻压和铸造等工艺过程的功能和特色进行说明： 1. 冲压 薄板冲压过程的物理描述是：在模具各部件（通常是凸模、凹模和压料板）的共同作用下，板料发生大变形，板料成形的变形能来自强迫模具部件运动外功，而能量的传递完全靠模具与板料的接触和摩擦。由此可见，对于成形过程的模拟，软件的接触（contact）算法的理论和精度决定程序的可靠性，除此之外，由于板料的位移和变形很大，用来模拟板料的单元类型应满足这一要求。进行一定的假设：模具为刚体，模具的运动可直接作为冲压系统的位移边界条件。将冲压过程的物理模型转化为力学模型，即动量方程、边界条件、初始条件。可描述为：在给定的模具位移条件下，求得板料的位移函数，并在任意时刻同时满足动量方程、边界条件和初始条件。这已经是一般性的力学问题，可采用有限元的方法进行求解。
ANSYS/LSDYNA 经验手册
显式与隐式方法对比：
隐式时间积分
不考虑惯性效应（[C]and[M]）。
在t＋△t时计算位移和平均加速度：{u}={F}/[K]。
线性问题时，无条件稳定，可以用大的时间步。
非线性问题时，通过一系列线性逼近（Newton－Raphson）来求解；
要求转置非线性刚度矩阵[k]；
收敛时候需要小的时间步；
对于高度非线性问题无法保证收敛。
显式时间积分
用中心差法在时间t求加速度：{a}=([F(ext)]-[F(int)])/[M]。
速度与位移由：{v}={v0}+{a}t,{u}={u0}+{v}t
新的几何构型由初始构型加上{X}={X0}+{U}
非线性问题时，块质量矩阵需要简单的转置；
方程非耦合，可以直接求解；
无须转置刚度矩阵，所有的非线性问题（包括接触）都包含在内力矢量中；
内力计算是主要的计算部分；
无效收敛检查；
保存稳定状态需要小的时间步。
关于文件组织：
jobname.lsdyna输入流文件，包括所有的几何，载荷和材料数据
jobname.rst后处理文件主要用于图形后处理（post1），它包含在相对少的时
间步处的结果。 jobname.his在post26中使用显示时间历程结果，它包含模型中部分与单元集合的结果数据。
时间历程ASCII文件，包含显式分析额外信息，在求解之前需要用户指定要输出
的文件，它包括：GLSTAT全局信息，MATSUM材料能量，SPCFORC节点约束反作用力，RCFORC接触面反作用力，RBDOUT刚体数据，NODOUT节点数据，ELOUT单
元数据„„
在显式动力分析中还可以生成下列文件： D3PLOT类似ansys中jobname.rst
D3THDT时间历程文件，类似ansys中jobname.his
关于单元：
ANSYS/LSDYNA有7种单元（所有单元均为三维单元）:
LINK160:显式杆单元；BEAM161：显式梁单元；SHELL163：显式薄壳单元；SOLID164：
