LS-DYNA — CAE术语解说

说得对，本质区别在于时间积分方法。显式法仅用当前时刻

是的，隐式法在

LS-DYNA的核心确实是拉格朗日形式的运动方程，但为了支持多物理场，它引入了"任意拉格朗日-欧拉（ALE）"法和"光滑粒子流体动力学（SPH）"。例如，在流固耦合（FSI）分析中，对流体应用ALE法，对结构体应用拉格朗日法，然后在界面处交换数据。流体的支配方程包括压缩性欧拉方程，如

好的。拉格朗日网格随材料变形而变形。汽车碰撞时，车身被压扁，网格也跟着被压扁。欧拉网格则固定在空间中，材料在其中流动。ALE则是混合体，网格可以自由移动到一定程度，这样可以缓解大变形时网格扭曲的问题。在LS-DYNA中，通过*SECTION_SOLID的ELFORM参数来指定，比如1表示拉格朗日，11表示ALE。

沙漏是单点积分低阶单元（计算快）特有的数值不稳定模式。单元虽然不变形，却能以零能量随意扭曲，这就叫沙漏模式。沙漏控制就是要抑制这种现象。在LS-DYNA中，通过*HOURGLASS卡片指定类型。例如IHQ=4（Flanagan-Belytschko粘性型）适合冲击问题，IHQ=5（Flanagan-Belytschko刚性型）适合弹性问题。设置不当的话，控制力可能过大，导致结果变硬。

"节点到面接触"（NTS）检查一个面（主面）的节点是否与另一个面（从面）的单元段相接触。计算成本低，但非对称。用在主面网格细密的部件上。"面到面接触"（STS）检查两个面的单元段之间是否相接触。对称性好，接触力传递更准确，但成本约为NTS的2倍。在板金成形分析等两表面都需要精确接触的场景中，推荐用STS。卡片中如*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE这样指定。

MAT_24（通常这么叫）是基于等向硬化的弹塑性模型。输入包括密度、杨氏模量、泊松比、屈服应力，以及应力-塑性应变曲线（LCID）。硬化规律由输入的曲线进行分段线性插值。从公式来说，屈服条件用von Mises准则表示为

通过*CONTROL_TIMESTEP卡片的DT2MS参数，人为增加具有最小时间步的单元的质量，从而增大步长。比如DT2MS=-0.9能让步长扩大10倍。危险之处有两点。第一，质量增加会高估惯性力，动态响应变得不精确。第二，增加的质量会影响结构刚性，固有频率下降。应该仅在静力分析或准静力问题的初期阶段谨慎使用。实际工作中，应该优先改进网格品质。

最少要用LS-PrePost或网格工具的检查功能确认以下几点：

首先怀疑网格大变形产生的极小单元。显式法的时间步长

能量守恒是大前提。即 总能量 = 动能 + 内能 + 滑动界面能 + 沙漏能 应该基本等于初始总能量（主要是初始动能）。特别要注意：

经验法则加权衡。汽车碰撞安全分析中，车身整体平均单元尺寸一般为5-10mm。但重要的变形和折叠区域（前部缓冲盒、支柱）要细化到2-5mm。根据是单元长度应至少为板厚的2倍以上（板厚1mm则单元尺寸2mm以上）。更细的网格会大幅增加计算成本。另外接触的两部件网格尺寸应该接近（比例在3倍以内），有助于接触力的稳定性。

历史和架构完全不同。Ansys显式动力学（基于前AUTODYN技术）是"Ansys原生"显式求解器，深度集成到Ansys Workbench环境。而Ansys LS-DYNA是Ansys收购LSTC（Livermore Software Technology Corporation）后得到的求解器，通过Workbench或Mechanical APDL调用。前者配置简单，适合中等非线性问题。后者在极限非线性（爆炸、超高速碰撞、复杂接触）和行业标准材料模型（MAT_***系列）上有压倒性的实绩，是尖端研发的首选。

好问题。Abaqus/Explicit以Dassault Systèmes的一体化CAE环境（从CAD关联到疲劳分析）为优势，特别在制造业（板金成形、跌落测试、缓冲包装）的应用强。用户界面（工程设计工具）整合得好，容易上手。而LS-DYNA作为"求解器"本身性能更强，特别是"高速碰撞""爆炸""兵器安全（军用规范MIL-STD-810的模拟）""生物伤害分析"等极限复杂、苛刻的物理现象，在建模能力上遥遥领先。另外用户自定义子程序的自由度也远高于Abaqus。

Radioss也是优秀的显式求解器，在汽车工业（特别是欧洲）广泛使用。选择往往取决于企业历史用途和统合环境的依赖度。若已在主力使用Altair HyperWorks生态（HyperMesh、HyperView、OptiStruct），自然倾向Radioss。技术上，Radioss的"块"并行架构对超大规模模型的并行效率据称更优。而LS-DYNA的材料模型数量（约300种）和对极端物理现象（电磁成形、ICF等）的支持范围更广。

用途决定一切。CalculiX和Code_Aster主要是隐式法，显式法实现不成熟或缺失。复杂接触算法、高级材料破坏模型、ALE和SPH等多物理手段的完成度，以及验证和实绩的积累，都相差数量级。研究基础冲击问题可用开源工具试试。但若要通过汽车碰撞安全法规认证（如Euro NCAP）或产品可信度担保，业界标准的LS-DYNA、Abaqus、Radioss是必选。

这表示单元被极度压缩或剪切，雅可比行列式（体积的度量）变成负数，数值上已破裂。原因主要三个：

正是。壳单元的厚度相对初始厚度降到允许比率（默认0.1或0.01等）以下就停止计算。这其实是安全装置，物理上对应材料断裂、剥离。如果是正当的现象（如板金被拉断），改*CONTROL_SHELL的IRNXX参数自动删除变薄的单元。如果不切实际地变薄，要检视材料模型（硬化规律）或网格尺寸，缓和局部集中变形。