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Ansys LS-DYNA
Multiphysik-Solver

Ansys LS-DYNA ist die branchenführende Software für explizite Simulationen, die für Anwendungen wie Falltests, Aufprall und Durchdringung, Zusammenstöße und Kollisionen, Insassensicherheit und vieles mehr verwendet wird.

Simulation der Reaktion von Materialien auf kurze Perioden mit starker Belastung

Ansys LS-DYNA ist das weltweit am häufigsten verwendete explizite Simulationsprogramm, das in der Lage ist, die Reaktion von Materialien in kurzen Perioden starker Belastung zu simulieren. Seine vielen Elemente, Kontaktformulierungen, Materialmodelle und sonstige Steuerungsoptionen können zur Simulation komplexer Modelle mit Kontrolle über alle Details des Problems verwendet werden. ANSYS LS-DYNA-Anwendungen umfassen: 

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    Explosion/Durchdringung
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    Vogelschlag
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    Kollisionssicherheit/Airbag-Simulationen
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    Bruchmechanik
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    Spritzwasser/Aquaplaning/Schwappen
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    Nicht komprimierbare und komprimierbare Flüssigkeiten
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    Stanzen/ Formen/Ziehen/Schmieden
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    Biomedizinische und medizinische Gerätesimulationen
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    Falltests aller Arten
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    Aufprall
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    Produktmissbrauch/Starke Belastung
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    Produktfehler/Fragmentierung
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    Große Plastizität in Mechanismen
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    Sportausrüstungsdesign
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    Fertigungsprozesse wie Fräsen, Schneiden und Ziehen.
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    Fahrzeugaufprall und Insassensicherheit

Schnell-Spezifikationen

LS-DYNA bietet ein breites Spektrum an Analysen mit extrem schneller und effizienter Parallelisierung.

  • Aufprallanalyse
  • Forming-Lösungen
  • Euler-, Lagrange- und ALE-Formulierungen
  • Nichtlineare implizite Strukturanalyse
  • Aufprallsimulation und -analyse
  • Elektromagnetik
  • Smoothed-Particle-Hydrodynamik
  • Nicht-lineare explizite Strukturanalyse
  • Fehleranalyse
  • Fluid-Struktur-Wechselwirkung
  • Strömungsmechanik nicht komprimierbarer Flüssigkeiten
  • Total Human Model for Safety (THUMS™)

Januar 2025

Was ist neu

Mit dem 2025 R1 von Ansys LS-DYNA bringen wir einen neuen CFD-Solver und bedeutende Verbesserungen in wichtigen Anwendungsbereichen auf den Markt.

2025 R1 Structures LS DYNA
Einführung von Continuum Particle Gas (CPG)

Unser neuartiger Partikelverfahren-Solver löst Navier-Stokes-Gleichungen präzise und bietet einen maßgeschneiderten Ansatz zur Simulation der Gasdynamik bei der Airbagauslösung. Der Solver sorgt für eine präzise Modellierung der Gasströme, insbesondere bei Gewebestrukturen, Lüftungsschlitzen und über verschiedene Kammern hinweg.

ISPG-Methode (Enhanced Incompressible Smoothed Particle Galerkin)
ISPG-Methode (Enhanced Incompressible Smoothed Particle Galerkin)

Wir haben die ISPG-Methode (Incompressible Smoothed Particle Galerkin) verbessert, um Klebstoffe effektiv zu modellieren. Dieser vielseitige Solver unterstützt jetzt verschiedene klebstoffbezogene Fertigungsprozesse, einschließlich Klebstoffauftrag, Tröpfchendispersion, Kanten- und Spaltfüllung, Klebstoffauftrag, Verdünnung und Klebesimulationen.

Erweiterte Multiphysik/Batterie
Erweiterte Multiphysik/Batterie

Wir haben neue Randbedingungen, Isopotenziale und kurze Definitionen eingeführt, um Simulationen auf Einzelzellenebene zu ermöglichen. Durch die Anzeige von ECM/HPPC-Daten und die Visualisierung von Schaltkreistypen haben wir bedeutende Verbesserungen implementiert, um die Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit der Simulation zu verbessern.

Plötzlicher Aufprall: Simulieren von MMA-Kopfaufnahmen

Mithilfe von Simulationen können Ärzt*innen Größe und Lage von Gehirnbelastungen bestimmen und so die Behandlung von Gehirnerschütterungen verbessern.

LS Dyna – Technologietrend
Durch die Anwendung eines simulationsbasierten LS-DYNA-Workflows kann das Klinikteam den Beschleunigungswert eines Spielers ermitteln und diesen in Dehnungswerte über verschiedene Gehirnbereiche hinweg umwandeln.

Ärzt*innen sind sich nicht sicher, wie Schäden gemessen werden können, die durch Aufpralleffekte an Köpfen entstehen. Durch Magnetresonanztomographie (MRT), Computertomografie (CT) und Blutuntersuchungen diagnostizierte Gehirnerschütterungen liefern oft keine eindeutigen Ergebnisse.

Dr. Michael Power leitet die klinische Versorgung am Beaumont Hospital in Dublin, das sich auf die Behandlung von Kopfverletzungen spezialisiert hat – von denen viele bei Kontaktsportarten auftreten. Vor einigen Jahren schloss er sich mit CADFEM Ireland zusammen, dem Vertriebspartner von Ansys in Irland, um die Mechanismen von Gehirnerschütterungen zu erforschen und dabei technische Simulationen mit klinischem Fachwissen zu kombinieren. Ziel war es, zu verstehen, ob Simulationssoftware helfen könnte, die Ursachen von Gehirnerschütterungen zu definieren, ihre Zahl zu reduzieren und ihre Behandlung zu verbessern.

FUNKTIONEN VON LS-DYNA

Große Auswahl an Funktionen zur Simulation extremer Verformungsprobleme 

Fachleute können Simulationen von Werkstofffehlern durchspielen und sich ansehen, wie sich der Fehler in einem Teil oder in einem System ausbreitet. Modelle mit einer großen Anzahl an Teilen oder Oberflächen, die miteinander interagieren, sind ebenfalls leicht zu bearbeiten, und Interaktionen sowie Lastübergänge zwischen komplexen Verhaltensweisen werden genau modelliert. Die Verwendung von Computern mit einer höheren Anzahl von CPU-Kernen kann die Lösungszeit drastisch reduzieren.

 

Hauptmerkmale

LS-DYNA-Elemente, Kontaktformulierungen, Materialmodelle und andere Steuerungen können zur Simulation komplexer Modelle mit Kontrolle über alle Details des Problems verwendet werden.

  • Implizite und explizite Solver
  • Frequenzbereichsanalyse
  • ICFD für nicht komprimierbare Flüssigkeit
  • Elektromagnetischer Solver
  • Multiphysik-Solver
  • Partikel-Methoden
  • Kontakt – linear und nicht-linear
  • Adaptives Remeshing
  • Netzlos – SPH und ALE
  • Erweiterte CAE-Funktionen
  • Unterstützende Tools

Wechseln Sie ganz einfach zwischen impliziten und expliziten Solvern für verschiedene Durchläufe. 

Die Frequenzbereichsanalyse in LS-DYNA ermöglicht es, Funktionen wie Frequenzantwortfunktion, stationäre Dynamik, Zufallsschwingungen, Reaktionsspektrumanalyse, Akustik-BEM und -FEM sowie Ermüdungs-SSD und Zufallsschwingungen zu untersuchen. Sie können diese Funktionen für Anwendungen wie NVH, akustische Analyse, Rüstungsbranche, Ermüdungsanalyse und Erdbebenentwicklung verwenden.

Der ICFD-Solver ist ein eigenständiger CFD-Code, der einen stationären Solver, einen transienten Solver, ein Turbulenzmodell für RANS/LES, freie Oberflächenströme und eine isotropische/anisotropische poröse Medienströmung umfasst. Gekoppelt mit Struktur-Solver, EM-Solver und thermischem Solver.

EM löst die Maxwell-Gleichungen mit FEM und BEM in der Wirbelstrom-Approximation. Dies ist für Fälle geeignet, in denen die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in der Luft (oder im Vakuum) als unmittelbar betrachtet werden kann. Die Hauptanwendungen sind magnetische Metallformung oder Schweißen, induzierte Erwärmung und Batteriemissbrauchssimulation.

Multiphysik-Solver umfassen ICFD für nicht komprimierbare Flüssigkeiten, elektromagnetischen Solver, EM für Batteriemissbrauch und CESE für komprimierbare Flüssigkeiten.

Es gibt mehrere Partikelmethoden mit LS-Dyna. AIRBAG_PARTICLE wird für Airbag-Gaspartikel verwendet, wobei das Gas als ein Satz starrer Partikel in zufälliger Bewegung modelliert wird. PARTICLE_BLAST für hochexplosive Partikel, wobei hochexplosives Gas und Luft als Partikelgas modelliert werden. Das Verfahren für diskrete Elemente umfasst Anwendungen wie Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung, Chemie- und Tiefbau, Bergbau, Mineralverarbeitung.

In LS-DYNA wird ein Kontakt definiert, indem (über Teile, Teilesätze, Segmentsätze und/oder Knotensätze) ermittelt wird, welche Positionen auf potenzielle Durchdringung eines Slave-Knotens durch ein Master-Segment geprüft werden sollen. Es wird jedes Mal nach Durchdringungen gesucht, wobei unterschiedliche Algorithmen zum Einsatz kommen. Im Falle eines Kontakts auf Penalty-Basis wird, wenn eine Durchdringung erfasst wird, eine zur Eindringtiefe proportionale Kraft angewendet, um der Durchdringung zu widerstehen und sie schließlich zu eliminieren. Starre Körper können in jeden Kontakt auf Penalty-Basis einbezogen werden, aber damit die Kontaktkraft realistisch verteilt wird, sollte das Netz, das einen starren Körper definiert, genauso fein sein wie das eines verformbaren Körpers.

Es stehen mehrere Tools zur lokalen Verfeinerung des Volumennetzes zur Verfügung, um netzempfindliche Phänomene wie turbulente Wirbel oder die Wiederanlagerung von Grenzschichten besser zu erfassen. Während der Geometrieerstellung können Oberflächen definiert werden, mithilfe derer der Vernetzer eine lokale Netzgröße innerhalb des Volumens festlegt. Wenn keine interne Netzstruktur verwendet wird, um die Größe zu definieren, wird der Vernetzer eine lineare Interpolation der Oberflächengrößen verwenden, die die Volumenumhüllung definieren.

Die SPH-Methode in Ansys LS-DYNA® ist mit Finite- und Diskrete-Elemente-Methoden gekoppelt, wodurch ihr Anwendungsbereich auf eine Vielzahl komplexer Probleme erweitert wird, die Multiphysik-Interaktionen bei Explosionen oder Fluid-Struktur-Wechselwirkungen beinhalten.

Ansys LS-DYNA verfügt über zwei verschiedene Klassen von netzlosen Partikel-Solvern: kontinuumsbasierte glatte Partikelhydrodynamik (Smooth Particle Hydrodynamics, SPH) und diskrete Partikel-Solver, die die Diskrete-Elemente-Methode (DEM), die Partikel-Blast-Methode (Particle Blast Method, PBM) und die Korpuskularpartikelmethode (Corpuscular Particle Method, CPM) verwenden. Diese Solver werden für verschiedene Anwendungen eingesetzt, z. B. für Hochgeschwindigkeitsstöße, Explosionen, Rührreibschweißen, Wasserwaten, Bruchanalyse bei Autoscheiben, Fensterglas und Verbundwerkstoffen, Reibbohren von Metall, Metallbearbeitung und Hochgeschwindigkeitsstöße auf Beton- und Metallziele.

Peridynamik und SPG

Die geglättete Partikel-Galerkin-Methode (SPG) ist eine neue Lagrangesche Partikelmethode zur Simulation der starken plastischen Verformung und des Materialbruchs bei duktilem Materialversagen. Die Peridynamik-Methode ist eine weitere überzeugende Methode für die Analyse von Sprödfrakturen in isotropen Materialien sowie bestimmten Verbundstoffen wie CFK. Diese beiden numerischen Methoden haben ein gemeinsames Merkmal bei der Modellierung des 3D-Materialfehlers mithilfe eines Bond-basierten Versagensmechanismus. Da die Materialerodierungstechnik nicht mehr notwendig ist, wird die Simulation der Materialausfallprozesse sehr effektiv und stabil.

Isogeometrische Analyse (IGA)

Das isogeometrische Paradigma nutzt Basisfunktionen des computergestützten Designs (CAD) für die numerische Analyse. Die tatsächliche Geometrie der CAD-Teile bleibt erhalten, was in klarem Gegensatz zur Finite-Elemente-Analyse (FEA) steht, bei der die Geometrie mit Polynomen höherer Ordnung approximiert wird. Isogeometrische Analyse (IGA) wurde in den letzten Jahren eingehend studiert, um (1) den Aufwand zu reduzieren, der zwischen Entwurfs- und Analyserepräsentationen anfällt und (2) Genauigkeit einer höheren Ordnung durch Zwischenelementskontinuität höherer Ordnung der im CAD verwendeten Spline-Basisfunktionen zu erzielen. LS-DYNA ist der erste kommerzielle Code, der IGA durch die Implementierung von verallgemeinerten Elementen und dann von Schlüsselwörtern zur Unterstützung von nicht-einheitlichen rationalen B-Splines (NURBS) unterstützt. Viele der Standard-FEA-Funktionen, wie Kontaktmodelle, Spot-Weld-Modelle, anisotrope Konstitutivgesetze oder Frequenzbereichsanalyse, sind in LS-DYNA mit neuen Funktionen verfügbar und werden stetig aktualisiert.

LS-OPT

Ansys LS-OPT ist eine eigenständige Designoptimierung und ein probabilistisches Analysepaket mit einer Schnittstelle zu Ansys LS-DYNA. Es ist schwierig, eine optimale Konstruktion zu erreichen, da Konstruktionsziele sich häufig widersprechen. LS-OPT verwendet einen systematischen Ansatz mit inversem Prozess zur Konstruktionsoptimierung: Zuerst geben Sie die Kriterien an und berechnen dann die beste Konstruktion gemäß einem mathematischen Rahmen.

Eine probabilistische Analyse ist erforderlich, wenn eine Konstruktion strukturellen und umgebungsbedingten Eingabeschwankungen ausgesetzt ist, die zu einer Variation der Reaktion führen können, was zu unerwünschtem Verhalten oder Fehlern führen kann. Eine probabilistische Analyse unter Verwendung mehrerer Simulationen bewertet die Auswirkung der Eingabeschwankung auf die Reaktionsschwankung und bestimmt die Wahrscheinlichkeit eines Versagens.

Zusammen helfen Ihnen die Konstruktionsoptimierung und probabilistische Analysen dabei, schnell und einfach eine optimale Produktkonstruktion zu erreichen, wodurch Zeit und Geld im Prozess eingespart werden.

Typische Anwendungen von LS-OPT:

  • Designoptimierung
  • Systemidentifikation
  • Probabilistische Analyse

LS-TaSC

LS-TaSC™ ist ein Tool zur Berechnung von Topologie und Form. LS-TaSC wurde für Technik-Analysten entwickelt, die Strukturen optimieren müssen, und nutzt sowohl implizite als auch explizite Solver von LS-DYNA. LS-TaSC ermöglicht die Topologieoptimierung bei großen nichtlinearen Problemen, die dynamische Lasten und Kontaktbedingungen umfassen.

Dummys

Anthropomorphe Testgeräte (ATDs), auch bekannt als „Crashtest-Dummys“, sind lebensgroße Schaufensterpuppen, die mit Sensoren ausgestattet sind, die Kräfte, Momente, Verschiebungen und Beschleunigungen messen. Diese Messungen können dann interpretiert werden, um die Erwartung von Verletzungen zu prognostizieren, die ein Mensch während eines Aufpralls erleiden würde. Im Idealfall sollten sich ATDs wie echte Menschen verhalten und gleichzeitig so langlebig sein, dass sie über mehrere Einsätze hinweg einheitliche Ergebnisse liefern. Es gibt eine große Vielfalt verfügbarer ATDs, die unterschiedliche menschliche Größen und Formen repräsentieren können.

Barrieren

LSTC bietet verschiedene Modelle von Offset Deformable Barrier (ODB) und Movable Deformable Barrier (MDB). LSTC ODB- und MDB-Modelle wurden entwickelt, um die Korrelation bei verschiedenen Tests zu ermöglichen, die von unseren Kunden zur Verfügung gestellt wurden. Diese Tests liefern proprietäre Daten und sind aktuell nicht öffentlich zugänglich.

Reifen

LST hat gemeinsam mit FCA Reifen-Modelle entwickelt. Diese Modelle können über die LST-Modell-Download-Seite heruntergeladen werden. Die Modelle basieren auf einer Serie von Tests zu Material, Prüfungen und Tests auf Komponentenebene. Das Finite-Elemente-Netzwerk basiert auf 2D-CAD-Daten der Reifen-Sektion. Alle wichtigen Komponenten des Reifens nutzen 8-knotige Hexaedron-Elemente. Die Elastomere werden mit *MAT_SIMPLIFIED_RUBBER und die Lagen mit *MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC modelliert.

LS-DYNA RESSOURCEN

Ausgewählte Veranstaltungen

LIVE SESSION
November 15, 2023
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North American LS-DYNA User Forum 2023

Besuchen Sie uns am 15. und 16. November in Novi, Michigan, USA, zu einem aufregenden zweitägigen Forum mit Keynotes, Dutzenden von Benutzerpräsentationen und Networking-Möglichkeiten mit Hunderten von erfahrenen LS-DYNA-Profis, um gemeinsam mit der Community bahnbrechende Innovationen zu beschleunigen.

LIVE SESSION
October 18, 2023
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14. Europäische Konferenz LS-DYNA

Die europäische Konferenz LS-DYNA fand am 18. Und 19. Oktober 2023 in Baden-Baden statt. Mit rund 200 technischen Präsentationen, Top-Class-Keynote-Vorträgen, einer begleitenden Ausstellung und zahlreichen internationalen Teilnehmern aus Industrie und Wissenschaft ist die Konferenz die zentrale Veranstaltung rund um LS-DYNA in Europa.

Ausgewählte Webinare

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Batterie-Crash-Simulationen in Ansys LS-DYNA

In diesem Webinar geht es um das Verhalten von Batterien unter normalen Betriebsbedingungen und unter Missbrauchsbedingungen, und wie Batteriedesigns mit Ansys LS-DYNA optimiert werden. 

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Ansys LS-Dyna Überblick

Im November 2019 erwarb Ansys LSTC, die Autoren des expliziten Finite-Elemente-Codes LS-DYNA. Ansys LS-DYNA ist das am häufigsten verwendete explizite Simulationsprogramm, das in der Lage ist, die Reaktion von Materialien auf kurze Zeiträume starker Belastung zu simulieren.

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Vorhersage von Vibrationen aus Zügen mit Ansys LS-DYNA

In diesem Webinar wird die Verwendung von Ansys LS-DYNA zur Vorhersage der durch Züge verursachten Schwingungen anhand von Rad- und Schienenrauheitsmodellen vorgestellt. 

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Optimieren Sie das multidisziplinäre Design mit Ansys LS-DYNA und Ansys optiSLang

Finden Sie heraus, wie die Kombination von Ansys LS-DYNA und Ansys optiSLang den steigenden Automatisierungsanforderungen durch die Verbindung leistungsstarker Solver gerecht wird und die Möglichkeit bietet, Daten für erweiterte Optimierungs- und Sensitivitätsuntersuchungen zuzuordnen und untereinander auszutauschen.

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Aufprall- und Fallsimulation mit Ansys LS-DYNA

Erfahren Sie mehr über die einzigartigen Funktionen von LS-DYNA zur effizienten Modellierung von Aufprall- und Falltests.

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Einbeziehung von Batterien in Crashsimulationen für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge

In diesem Webinar wird das BatMac-Modell zusammen mit dem Testaufbau und der Modellentwicklung vorgestellt. Darüber hinaus werden Funktionen, Einschränkungen und zukünftige Verbesserungen der Batteriesicherheitsmodelle besprochen.



Ansys-Software für alle

Für Ansys ist es wichtig, dass alle Menschen, auch solche mit Einschränkungen, Zugang zu unseren Produkten haben. Daher bemühen wir uns, die Zugänglichkeitsanforderungen auf der Grundlage des US Access Board (Section 508), der Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) und des aktuellen Formats des Voluntary Product Accessibility Template (VPAT®) zu erfüllen.

Los geht's

Wenn Sie mit technischen Herausforderungen konfrontiert sind, ist unser Team für Sie da. Mit unserer langjährigen Erfahrung und unserem Engagement für Innovation laden wir Sie ein, sich an uns zu wenden. Lassen Sie uns zusammenarbeiten, um Ihre technischen Hindernisse in Chancen für Wachstum und Erfolg zu verwandeln. Kontaktieren Sie uns noch heute, um das Gespräch zu beginnen.