お問い合わせ

LS-DYNAの機能

LS-DYNAの機能

高度な非線形現象を精度よく、高速かつ安定的に

LS-DYNAには、複雑な現象を正確に再現するために、様々な高度な機能が備わっています。現実世界の物理現象を表現するには、最先端の学術理論、実験や調査を通した緻密な分析、そしてご利用いただいているお客様からよせられた高い知見に基づくリクエストによる、広範囲にわたる機能の積み重ねが必要です。
高精度、高速、そしてより安定的に。CAEに求められる性能は日々高度化していますが、LS-DYNAはそれに応えるべく開発を続け、そしてシミュレーションソルバーとして常に最先端の機能をご提供しています。

主な機能

様々な現象を再現するための高度な機能

衝突解析から静的な強度解析、振動解析、流体、構造、熱などの複数の領域にわたる連成解析。実世界にある様々な物理現象を再現するために、LS-DYNAには多くの高度な機能が備わっています。

  • 衝突解析機能
    衝突解析機能
    自動車の衝突解析に適用する高速変形に対応した材料モデル、材料要素、破断モデル化、接触機能、さらに法規に対応したFEモデルなど、高度なシミュレーションを高速・高精度に実施する機能を備えています。
  • 乗員安全解析機能
    乗員安全解析機能
    乗員安全解析を実施するための拘束具機能(シートベルト要素およびプリテンショナ―、エアバッグ、センサーなど)や、シートやトリムなど内装品を表現するフォーム、プラスチック、ゴム材料モデルなど、高度な機能が実装されています。さらにダミーやFMH、歩行者保護インパクターなどのFEモデルをご用意しています。
  • 衝撃解析機能
    衝撃解析機能
    航空機本体やエンジンへの鳥の衝突、建築物や原子力輸送容器、人工衛星への飛来物の衝突など、衝撃にさらされる構造物の解析のために、高速変形や破断を表現する材料モデル、大変形に耐えうる要素などが実装されています。
  • 落下解析機能
    落下解析機能
    携帯製品や、梱包材に保護された複合機やテレビなどの電気製品、原子力輸送容器など極めて高い安全性を求められる構造物など、様々な物の落下・衝突現象を解析するための機能を備えています。金属からゴム、プラスチック、ガラスなどの材料モデル、応答を安定させる減衰モデル、実験と比較するための加速度計、荷重計など、多くの機能が必要になります。
  • 流体・構造連成解析機能
    流体・構造連成解析機能
    LS-DYNAではALE、SPH、ICFDなどにより多くの流体の表現を行います。ペナルティカップリング、コンストレイントカップリング、もしくは流体側の要素を可変とすることで、構造との連成を実現しました。産業界の重要な課題でありながら、難易度が高く敬遠されがちだった流体・構造連成解析をワンコード内で実施できるため、広く活用されています。
  • 静強度解析機能
    静強度解析機能
    剛性・強度解析など、静的な現象を再現するための線形要素および陰解法ソルバーが実装されています。また、難易度の高い問題では、非線形性に合わせ、陽解法で準静的に計算するという手法も有効です。
  • 塑性加工機能
    塑性加工機能
    BarlatやHillなど高次材料モデル、アダプティブ分割などの要素モデル、ビードや摩擦などの数値化モデルにより、多くの塑性加工プロセスをシミュレートします。
  • 熱・熱構造連成解析
    熱・熱構造連成解析
    加工や摩擦、その他の熱源による発熱から雰囲気による熱伝達、流体の対流、そして輻射など、様々な熱の挙動を解析できます。熱膨張による形状の変化から、接触の隙間に依存した熱伝達、温度に依存した材料の特性など、構造との連成により、より実機に近い現象を表現する機能が備わっています。
  • 音・振動解析
    音・振動解析
    固有値解析から周波数領域での応答解析、空気などの媒体を通して音場が伝わっていく時間領域などの解析により、音・振動解析を実施できます。また、境界要素法により、媒体メッシュを作成せず、構造物の表面から空間上への音の伝搬を表現できます。

豊富な材料モデル

構造解析、分けてもLS-DYNAが得意とする高度な非線形領域では、材料モデル(材料構成式)がきわめて重要です。対象となる材料が金属、プラスチックなど、異なる構成の材料である場合はもちろんのこと、同じ金属でも、何を解析するのか、衝突解析か、強度解析か、塑性加工解析かにより、用いるべき材料モデルは異なってきます。LS-DYNAは多くの問題を解析するために300種類近くの材料モデルを実装しており、さらに日々、産業界で新たに開発される材料に対応するために常に新しい材料モデルの研究、開発が続けられています。

  • 金属材料
    金属材料
    鉄やアルミなどの金属材料に用いられるVon Misesをはじめ、Barlat、Hill、Yoshida-Uemoriなどの塑性加工用の材料モデルがあります。また、ひずみ速度依存の考慮(点列もしくはCowper Symonds式)、点列やSwift式による後続降伏曲面のモデル化が選択できます。
  • ゴム材料
    ゴム材料
    ゴム材料の解析で一般的に用いられる、Mooney-Rivlin、Ogden、Neo-Hookeanなど、多くのひずみエネルギー関数を用いた超弾性材料モデルを実装しています。さらにProny級数による粘弾性、摩擦モデルによる塑性など、ゴムの特性を表現する多彩な機能を備えています。
  • プラスティック材料
    プラスチック材料
    一般的なVon Mises降伏関数から高次降伏曲面(MAT_SAMP)など、プラスチック材料に適用される材料モデルが実装されています。さらに白化を表現するための材料軟化カーブの入力、ひずみ速度依存効果、延性破壊のモデル化などが備わっています。
  • ガラス材料
    ガラスは、製品状態としては弾性体に近い脆性材料、成形時には粘弾性体として挙動します。弾性体やその減衰機構、破壊を表現する様々な機能、そしてProny級数で表現される粘弾性体など、多くの場面でガラスの特性を表現できる材料モデルを実装しています。
  • 複合材料
    繊維強化材料など、複数の基礎材料を混合・結合させる、一体とした複合材料は、高い比剛性や比強度を発現できる高性能材料として期待が高まっています。LS-DYNAでは、基礎材料の組み合わせを一体として扱う材料モデルや、積分点ごとに異なる材料特性を与える積層材料モデル、また、ユーザーサブルーチンと組み合わせて平均場法により特性を表現するなど、様々なモデル化手法が実装されています。
  • 破断材料モデリング
    材料が破断を表現するには多くの構成要素を検討する必要があります。破壊クライテリアには応力、ひずみ、そしてそれらの組み合わせを多くの材料モデルと組みあわせて活用できます。さらに金属の延性破壊で一般的な、ダメージ指標蓄積などの評価を行うことができます。また、損傷力学に基づき、破壊後の挙動をVoidで表現することにより、破壊の過程だけでなく、破壊後の挙動をより正確に再現できます。一方で、nonlocal機能により、実世界では存在しえないメッシュによる解の依存性を極力排除できます。接着剤などの破断には、cohesiveモデルが用いられています。

さらなる可能性を追求する離散化手法

  • 有限要素法(FEM)
    有限要素法(FEM)
    もっとも基本的な空間離散化手法で、構造解析をはじめ、流体、熱伝達など、多くの物理現象を解析するのに用いられます。ソリッド要素、シェル要素、ビーム要素などのほかに、トラス要素、離散要素(バネ、ダンパーなど)、スポット溶接要素、平面ひずみ/平面応力、軸対称要素などがあります。
  • アダプティブ要素
    アダプティブ要素
    主に有限要素法と合わせて用いられます。計算が進展するにしたがって、変形が大きな部分を細分化し、詳細なメッシュに切り替える手法です。r/h-adaptive, 2次元(シェル要素)および3次元(テトラソリッド要素)、EFG、SPHなどで活用できます。
  • Copsular Particle Mehod(CPM)
    Capsular Particle Method(CPM)
    気体分子を粗視化したうえで粒子でモデル化し、気体分子運動論に従って挙動します。主にエアバッグの展開解析に用いられ、粒子どうし、粒子と基布の衝突による反作用で、折りたたまれたエアバッグの展開を詳細に表現します。
  • Element Free Galarkin(EFG)
    Element Free Galerkin(EFG)
    Element Free Galerkin法は、影響半径内の節点間で形状関数を形成する弱形式の離散化手法です。有限要素法相当のバックグラウンドセルを必要としますが、形状品質に対するロバスト性が高く、初期状態でいびつなメッシュや、解析途中に要素が大変形した際の計算の安定性が高いという特長があります。
  • Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)
    Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)
    SPHでは流体や固体を粒子で離散化します。FEMなどの要素ベースの他の手法と異なり、要素が存在しないので、大変形により要素形状が破たんし、解析が続けられなくなる、という問題がなく、大変形問題を安定的に解くことができます。

機能一覧

解法
  • ・時間発展
    • 動的陽解法、静的/動的陰解法、モーダル法による動解析
  • ・解析ソルバー
    • 非線形構造解析、線形構造解析、非線形構造解析、固有値解析
    • 周波数応答解析、定常/非定常熱伝達解析、流体解析、電磁界解析、音響解析#
  • ・離散化手法
    • 有限要素法、境界要素法、個別要素法
    • Element Free Galerkin(EFG)法、eXtended FEM(XFEM)法、Smoothed Particle Hydrodynamics(SPH)法
    • Capsular Particle Method(CPM)
要素
  • ・要素形態
    • ソリッド(テトラ、ヘキサ、ペンタ)要素
    • シェル要素(三角形、四角形)、厚肉シェル要素、膜要素、cohesive要素
    • ビーム要素、トラス要素
    • マス要素
    • 離散要素(バネ、ダンパー、シートベルト)
  • ・要素定式化
    • (ソリッド)1点積分要素、選択低減積分要素、2次要素他
    • (シェル)Hughes Liu要素、Belytschko-Tsay要素、同膜要素、BCIZ三角形要素
    • (シェル)C0三角形要素、選択低減積分要素、Belytschko-Wong-Chang要素、同膜要素
    • (シェル)2次元平面応力要素、2次元平面ひずみ要素、2次元軸対称要素
    • (シェル)完全積分要素他
    • (ビーム)Hughes Liuビーム要素、Belytschko-Schwerビーム要素
  • ・アワグラスコントロール
    • 粘性型、剛性型
    • Belytchsko-Bindeman型仮想ひずみアワグラスコントロール
    • Puso型仮想ひずみアワグラスコントロール
材料モデル
  • ・弾性体
    • 弾性体、直行異方性弾性体
  • ・弾塑性体
    • Von Mises型弾塑性体、Barlat型弾塑性体、Hill 型弾塑性体
    • Yoshida-Uemori型弾塑性体、SAMP-1型弾塑性体
    • ひずみ速度依存性、移動硬化、積層材料モデリング、材料軟化、破断定義
  • ・剛体
  • ・コンクリート、土質体
    • 土質体、クラッシャブルフォーム、疑似テンソルコンクリート
    • ソイルキャップモデル,Drucker - Pragerモデル
  • ・超弾性体
    • Blatz-ko,Mooney Rivlin,Frazer Nash,Ogden,Arruda - Boyce
    • Mullins効果による軟化,塑性モデル,Prony級数モデルによる粘性
  • ・フォーム材
    • 低密度発泡ウレタンモデル,Fu-Changウレタンフォームモデル
  • ・粘弾性体
    • Prony級数モデル
  • ・複合材料モデル
    • Simo-Chang model,Chang破壊条件,Tsay-Wu破壊条件,積層材料モデリング
  • ・その他
    • 生体物性モデル(心臓組織、肺組織、筋肉モデル)
    • 爆薬モデル(JWL, Sack Tuesday)
    • ハニカム材料モデル
    • ユーザー定義材料モデル
解析条件
  • ・境界条件
    • 節点拘束、対象境界条件、無反射境界条件
  • ・接触条件
    • 接触力;ペナルティ法、コンストレイント法
    • 接触形態;点、面、エッジ、稜線
    • 接触タイプ;接触剥離、スライドライン、固着
  • ・荷重条件
    • 集中荷重、圧力荷重、物体力、熱荷重
時間増分コントロール
  • ・マススケーリング、セレクティブマススケーリング
並列計算
  • ・Shared Memory Parallel,Massive Parallel Processing, Hybrid parallel
リスタート
出力情報
  • ・システム情報
    • システムエネルギー、荷重、重心位置
  • ・節点情報
    • 変位、速度、加速度
  • ・要素情報
    • 応力、ひずみ、エネルギー
  • ・複合情報
    • 断面力、断面モーメント、重心位置
付随ソフト
  • ・LS-Prepost:LS-DYNA用汎用プリポスト
  • ・LS-OPT:最適化エンジン
  • ・LS-TaSC:トポロジー最適化エンジン
  • ・LSTCダミー:自動車衝突用有限要素ダミーモデル

動作環境

OS
  • ・Windows 7以降(64bit)
  • ・Linux(SUSE10, RHEL5 以降) 64bit
  • ※ 詳細はお問い合わせください

ページトップへ

  • ※車体モデル提供:NCAC/GWU
  • ※記載されている製品およびサービスの名称は、それぞれの所有者の商標または登録商標です。
*CONTACT

お問い合わせ

電話でのお問い合わせ:03-5859-6020 平日9:00〜17:45

※ お問い合わせページへアクセスできない場合

以下のアドレス宛にメールでお問い合わせください

cae-info@sci.jsol.co.jp

ページトップへ