LS-DYNA_R16.0.0冲压领域简要评测

LS-DYNAR12.2.2&R14.1.1&R15.0.2冲压领域简要评测DynaForm是业界主流的冲压分析软件，LS-DYNA作为其主要的求解器，一直广受赞誉，笔者近几年也一直测试LS-DYNA冲压相关领域各个版本的差异，帮助用户选择最优版本求解器，提高求解效率，避免因为求解器不稳定导致的结果异常；LS-DYNA在2019年被ANSYS收购，2020年整合完毕，新出LS-DYNA的授权开始与ANSYS发行版本保持一致,此次评测的R12.2.2、R14.1.1、R15.0.2需配合ANSYS相应授权使用；与以往的评测相比，此次在SMP基础之上，新增了MMP版本的测试，在某些计算场景下，MMP版本理论上计算速度会有优势；LS-DYNA各版本需要最低ANSYS授权版本如下：LS-DYNA版本最低ANSYS授权版本备注发布日期LS-DYNAR3.X-11.1系列ANSYS17.5高于此版ANSYS皆可Before2019LS-DYNAR11.2.0&1ANSYS2021R1注意ANSYS版本号10/18/2020LS-DYNAR11.2.2ANSYS2021R2注意ANSYS版本号05/03/2021LS-DYNAR12.0.0ANSYS2020R2注意ANSYS版本号06/19/2020LS-DYNAR12.1ANSYS2022R1注意ANSYS版本号10/29/2021LS-DYNAR13.0.0ANSYS2021R2注意ANSYS版本号07/19/2021LS-DYNAR13.1.0&1ANSYS2022R2注意ANSYS版本号30/06/2022LS-DYNAF14.0.0ANSYS2022R1注意ANSYS版本号01/09/2022LS-DYNAF14.1.0ANSYS2022R2注意ANSYS版本号11/03/2022LS-DYNAR14.0.0ANSYS2023R1注意ANSYS版本号12/12/2022LS-DYNAR12.2.0&1ANSYS2023R1注意ANSYS版本号05/11/2023LS-DYNAR14.1.0ANSYS2024R1注意ANSYS版本号10/16/2023LS-DYNAR15.0.2ANSYS2024R1注意ANSYS版本号03/20/2024LS-DYNAR14.1.1ANSYS2024R2注意ANSYS版本号03/26/2024LS-DYNAR12.2.2ANSYS2024R2注意ANSYS版本号08/02/2024自从LS-DYNA被ANSYS收购后，逐步的融合到了ANSYS产品线，有些版本是ANSYS独享，比如这次的R14.1.1，就没有公开发布，而是内置在ANSYS2024R2中，还有ANSYSForming自带的F14.1等；此次参与评测版本：LS-DYNA_R12.2.2_SMP、LS-DYNA_R14.1.1_SMP&MPP、LS-DYNA_F14.1.0_SMP、LS-DYNA_R15.0.2_SMP对比测试，其他版本的测试以下：1.1拉延结果-厚度结果版本厚度LS-DYNA_R12.2.2_SMPLS-DYNA_R15.0.2_SMPLS-DYNA_F14.1.0_SMPLS-DYNA_R14.1.0_SMPLS-DYNA_R14.1.0_MPP从数值分布趋势看，R14.1.1求解器SMP和MPP版本计算结果有波动，其他版本计算趋势结果基本一致，无明显差异；2.2结果-FLD结果版本FLDLS-DYNA_R12.2.2_SMPLS-DYNA_R15.0.2_SMPLS-DYNA_F14.1.0_SMPLS-DYNA_R14.1.1_SMPLS-DYNA_R14.1.1_MPPFLD基本一致，无明显差异！3结果-回弹结果版本回弹计算LS-DYNA_R12.2.2_SMP失败LS-DYNA_R15.0.2_SMP失败LS-DYNA_F14.1.0_SMPLS-DYNA_R14.1.1_SMP失败LS-DYNA_R14.1.1_MPP结果异常从分析结果看，此次评测的三个版本（R12.2.2&R14.1.1&R15.0.2）的求解器，回弹都失败或者异常，使用同样的求解文件，F14.1正常完成运算；其他的测试案例中也发现，R14.1.1在计算连续拉延时，存在批量定位问题导致的计算失败，所以不推荐这个版本；通过R14.1.1系列的SMP和MPP求解结果可以看出，目前MPP的求解器的稳健性还不是很好，计算同一个前处理的DYN文件时，SMP和MPP回弹的结果差异很大，笔者建议暂时还是使用SMP版本的求解器，比较稳定！在笔者多个算例的测试中发现，LS-Dyna对于网格的要求较高，前处理工具网格和板材网格的质量都会对计算过程有重大影响；3.测试算例计算一览表此次分析，使用最新的DynaForm进行前处理，计算文件使用最新的配置方法，所以此次计算的的老版本求解器计算过程出了一些问题，比如R12.x版本的回弹出了问题，R13.x拉延过程也出现了问题！测试项目R12.2.2R15.0.2F14.1.0R14.1.1R14.1.1_MMP网格数目121869156431155717155966拉延时间96min80min61min63min84min修边时间////回弹结果异常结果异常正常正常结果异常FLD正常正常正常正常正常厚度0.63mm0.664mm0.663mm0.660mm0.652mm回弹//76mm//从分析过程看，假如使用DynaFomr5.9.x系列的笔者建议使用R7.1.2系列；假如使用最新版本的DynaForm，建议使用F14.1系列；从LS-DYNA的求解器类型看，理论上等同计算资源的MMP的求解效率要比SMP略高；但是从此算例分析结果看，目前笔者不建议使用MPP版本的求解器计算冲压领域的问题！从多个测试看，LS-DYNA计算效率存在瓶颈，在CPU数目达到一定程后，计算效率就不再提升，甚至倒退，这个跟WINDOWS对计算机资源的调用有直接关系，也不光LS-DYNA，主流的WINDWOS平台的CAE软件都有影响（这也是为啥那么多专业软件都运行在LINUX平台上）。针对LS-DYNA，笔者建议对于目前主流的8核16线程CPU，建议设置的并行CPU数目不要超过物理核数，即建议设置为8；如果是4核8线程，建议设置为4；从计算效率看，新版本的LS-DYNA没有明显的提升，要想提升计算效率，还是需要用户从网格数目、时间步长、空跑距离三个方面入手，尽量减少网格数目、并增大时间步长、减少工具跑空的距离，但是这些都需要用户有丰富的应用经验。使用其他的前处理工具的比如ANSYSFORMING/JSTAMP等，需要实际测试一下，才能确定最佳的LS-DYNA生产力版本。截止到2024年9月份笔者推荐冲压分析使用的LS-DYNA见附表1；附表1：冲压领域分析LS-DYNA推荐版本一览表LS-DRYA版本是否通过测试备注LS960N版本过旧LS970N版本过旧LS971_R3.2.1Y不建议，版本过旧，部分最新的求解领域不支持；LS971_R4.XN求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；LS971_R5.0.0-R5.1.0N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；LS971_R5.1.1Y不建议，版本过旧，部分最新的求解领域不支持；LS971_R6.0.0-R6.1.0N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；LS971_R6.1.2Y不建议，版本过旧，部分最新的求解领域不支持；R7.0.0-R7.1.1N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R7.1.2Y建议使用★★★★；DynaFor5.9.X首选R7.1.3N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R8.X(所有版本)N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R9.0.0-R9.3.1N求解不稳定，回弹结果输出异常；R10.0.0-R10.XN求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R11.2.2Y可以使用★★DynaFor5.9.X可用R12.1.0Y可以使用★★DynaFor5.9.x可用R12.2.0N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R12.2.1N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R12.2.1、2N求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R13.1.1Y可以使用★★F14.0.0-Y可以使用★★F14.1.0-Y★★★★DynaForm6.X_7.X首选次选R14.0.0Y求解不稳定，重力回弹不准确或计算失败；R14.1.0Y★★★★DynaForm6.X_7.X次选R14.1.1N求解不稳定回弹失败，拉延定位有偶发问题R15.0.2N回弹失败，效率慢来源：阿毅工作室