LS-dyna 常见问题

/viewthread.php?tid=68546

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

。

以下为LS-DYNA初学者常见的问题:

  

一、LS-DYNA与市面上其它的前处理软件兼容性如何？

解答：由于LS-DYNA是全球使用率最高的结构分析软件，因此其它的前处理软件与LS-DYNA 是完全兼容的。在此

要强调的是：LS-DYNA的官方前处理程序为FEMB，因为FEMB是专门为LS-DYNA量身订作的前处理程序，有许多设定

条件及架构逻辑是其它前处理软件所难望其项背的，为了避免在学习LS-DYNA的过程及操作上产生困扰，强烈建议

使用者采用原厂出品的FEMB来做为LS-DYNA的前处理工具，使用者必定更能体会LS-DYNA 直觉式的设定与强大的分

析能力。.

二、LS-DYNA似乎很重视「Contact Algorithm」，这是为什么？

解答：是的，LS-DYNA很早以前就已经发展「接触算法」，这是因为基础力学所分析的对像均只考虑「力的受体

」，故输入条件皆为外力量值。然而在真实情况下，物体受力通常是因为与其它的物体发生「接触」（Contact）

才受力，此时外力量值是无法预期的，应该输入的条件往往都是几何上的接触条件。因为有完备的接触力学演算

方式，LS-DYNA才得以忠实的仿真现实环境的复杂结构行为。

三、如果要利用LS-DYNA进行MPP(平行运算)的计算，硬件配备及操作系统有无特殊需求？

解答：不论是PC cluster、工作站及一般的PC环境，都适合执行LS-DYNA的MPP平行运算功能，一般我们还是会

建议要用来执行平行运算的计算机群组，彼此的等级宜尽量一致；操作系统方面并无特别需求，以一般的windows

2000、LINUX或是UNIX皆可执行。国外已有很多厂商利用非办公时间，将办公室内的计算机串连在一起，配合

LS-DYNA来分析问题，宛如一部超级计算机，不仅可以有效提升研发的竞争力，同时亦可弹性地运用计算机资源，

一举数得。

四、FEMB能够自动产生有限元素网格吗？

解答： FEMB当然可以自动产生有限元素网格，使用者再也不必费心在每个几何边界上指定结点数量，仅需要输

入元素尺寸的参考值，FEMB便会依此产生网格。当然，如果能够先在CAD进行合理的简化，auto-mesh得到的元素

品质会更好。在国外CAE领域有两句名言：「Well Done is Quickly Done」、「Quality Mesh leads to

Quality Analysis」，因此势流科技建议使用者应该多花点心思在前处理上，这对后续的分析工作有着莫大的帮

助。

五、实际的产品CAD图文件，有许多复杂的几何造型，这些feature是否都该纳入分析考量？

解答：这样的问题事实上是属于「Engineer Judgement」的层次，而非软件层次的问题。使用者当然可以将

完全按照CAD几何来建立有限元素的模型，然而任何一位有经验的工程师一定会先将不必要的几何造型予以忽略，

以提升分析效益，并将分析课题明确化。以右图的Block为例，有些工程师会以Solid element来建构完整的模

型，有些则采用Shell element，甚至有些人会采用1D element...，这些方式都无伤大雅，重点是工程师如何从

分析结果获得充份的信息。势流科技除了提供软件分析技术之外，同时更致力于协助业界将CAE导入于生产流

程的正确位阶，培养正确的CAE分析观念，以提升产品研发品质，缩短生产流程。

六、LS-DYNA是否只能进行壳元素的分析？

解答： LS-DYNA不只能分析实体元素(Tetra、Hexa)、薄/厚壳元素(Quad.、Tri)，同时还有梁元素、质点、

Spring/Damper、spotweld等元素型态，另外还有SPH element。之所以建议台湾电子产业尽量以壳元素来仿真

壳件产品，是由于电子产品的组件当中，板壳类占了90%以上，基于结构行为、准确性及分析效能的考量。除非使

用者有特殊的分析需求，否则并不建议采用实体元素来仿真板壳类型的产品组件。我们藉由右边的简单案例，

以了解不同元素型态在仿真壳件产品的结果表现：(1) 实体元素在板壳厚度方向上至少需要分割三层以上，其

位移变形量才能收敛至一定值；而壳元素及厚壳元素仅需一层，在位移量上即可达到理想精度。(2) 若是发生

降伏产生大变形，在厚度方向上即使分割8层以上的实体元素，其掌握材料塑性应变的收敛速度仍然相当缓慢，而

付出的时间代价为shell element的25倍以上。厚壳元素的运算速度及精度与三层实体元素相当，然而就塑性应变

的精度而言，厚壳元素的表现比实体元素要好太多。