LS-DYNA

LS-DYNA es un paquete de software avanzado de simulación multifísica de propósito general desarrollado por la antigua Livermore Software Technology Corporation (LSTC), que fue adquirida por Ansys en 2019. ^{[ 3 ]} Si bien el paquete continúa ofreciendo cada vez más posibilidades para el cálculo de numerosos problemas complejos del mundo real, sus orígenes y competencias principales radican en el análisis de elementos finitos (FEA) dinámico transitorio altamente no lineal mediante integración temporal explícita. LS-DYNA es utilizado por las industrias automotriz , aeroespacial , de la construcción e ingeniería civil , militar , manufacturera y de bioingeniería .

LS-DYNA se originó a partir del programa FEA 3D DYNA3D , desarrollado por el Dr. John O. Hallquist en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) en 1976. ^{[ 4 ]} DYNA3D se creó para simular el impacto de la bomba nuclear Full Fuzing Option (FUFO) o " Dial-a-yield " para lanzamiento a baja altitud (velocidad de impacto de ~ 40  m/s). En ese momento, no había software 3D disponible para simular impactos, y el software 2D era inadecuado. Aunque la bomba FUFO finalmente se canceló, el desarrollo de DYNA3D continuó. ^{[ 2 ]} DYNA3D utilizaba la integración temporal explícita para estudiar problemas dinámicos no lineales, siendo las aplicaciones originales principalmente el análisis de tensiones de estructuras sometidas a diversos tipos de impactos. El programa era inicialmente muy simple debido en gran parte a la falta de recursos computacionales adecuados en ese momento. Simultáneamente se desarrolló una versión bidimensional del mismo software. ^{[ 4 ]} En 1978, el código fuente de DYNA3D fue liberado al dominio público sin restricciones tras una solicitud de Francia. ^{[ 2 ]}

En 1979 se lanzó una nueva versión de DYNA3D, programada para un rendimiento óptimo en las supercomputadoras CRAY-1 . Esta nueva versión incluía un tratamiento mejorado de la interfaz deslizante, que era un orden de magnitud más rápido que el tratamiento de contacto anterior. Esta versión también eliminó los elementos estructurales y sólidos de orden superior de la primera versión, a la vez que incluyó la integración elemento a elemento del método de diferencias integrales desarrollado en 1974. ^{[ 4 ]}

La versión de 1982 incluyó nueve modelos de materiales adicionales que permitieron nuevas simulaciones, como interacciones explosivo-estructura y suelo-estructura. Esta versión también permitió el análisis de la respuesta estructural debido a proyectiles penetrantes . Las mejoras de 1982 aumentaron aún más la velocidad de ejecución en aproximadamente un 10 por ciento. Hallquist fue el único desarrollador de DYNA3D hasta 1984, cuando se le unió el Dr. David J. Benson. ^{[ 5 ]} En 1986, se agregaron muchas capacidades. Las características añadidas incluyeron vigas, láminas, cuerpos rígidos, contacto de superficie única, fricción de interfaz, resortes y amortiguadores discretos, tratamientos de reloj de arena opcionales, integración de volumen exacto opcional y compatibilidad con los sistemas operativos VAX / VMS , IBM , UNIX y COS . En este punto, DYNA3D se convirtió en el primer código en tener un algoritmo general de contacto de superficie única. ^{[ 4 ]}

En 1987, se añadieron a DYNA3D capacidades de simulación de conformado de metales y análisis de materiales compuestos. Esta versión incluía cambios en los elementos de lámina y relajación dinámica . La versión final de DYNA3D, lanzada en 1988, incluía varios elementos y capacidades adicionales. ^{[ 4 ]}

Para 1988, LLNL había enviado aproximadamente 600 cintas que contenían software de simulación. Hallquist había asesorado a casi 60 empresas y organizaciones sobre el uso de DYNA3D. ^{[ 2 ]} Como resultado, a finales de 1988 se fundó Livermore Software Technology Corporation (LSTC) para continuar el desarrollo de DYNA3D de una manera mucho más específica, lo que dio como resultado LS-DYNA3D (posteriormente abreviado a LS-DYNA). Por lo tanto, se detuvieron las versiones y el soporte para DYNA3D. Desde entonces, LSTC ha ampliado enormemente las capacidades de LS-DYNA en un intento por crear una herramienta universal para la mayoría de las necesidades de simulación. ^{[ 4 ]}

En 2019, LSTC fue adquirida por Ansys, Inc. ^{[ 3 ]}

No lineal significa al menos una (y a veces todas) de las siguientes complicaciones:

• Condiciones límite cambiantes (como el contacto entre piezas que varía con el tiempo)
• Grandes deformaciones (por ejemplo, el arrugamiento de piezas de chapa metálica )
• Materiales no lineales que no presentan un comportamiento elástico ideal (por ejemplo, polímeros termoplásticos ).

Los métodos dinámicos transitorios analizan eventos de alta velocidad y corta duración donde las fuerzas inerciales son importantes. Sus usos típicos incluyen:

• Accidente automovilístico (deformación del chasis , inflado del airbag , tensado del cinturón de seguridad , ...)
• Explosiones ( minas submarinas , cargas huecas , ...)
• Fabricación ( estampado de chapa metálica , ...)

LS-DYNA consta de un único archivo ejecutable y se maneja completamente mediante línea de comandos. Por lo tanto, para ejecutar LS-DYNA (además de cierta infraestructura de licencias) solo se requiere una consola de comandos, el ejecutable adecuado para la arquitectura del ordenador, un archivo de entrada y suficiente espacio libre en disco para almacenar los resultados. Los archivos de entrada utilizan un formato ASCII simple , por lo que pueden prepararse con cualquier editor de texto . Muchos entornos de simulación de terceros integran algunas de las capacidades de preprocesamiento de LS-DYNA . LSTC también desarrolla su propio preprocesador, LS-PrePost , que se distribuye gratuitamente, se ejecuta sin licencia y también puede utilizarse para visualizar y posprocesar los resultados de la simulación. Los licenciatarios de LS-DYNA tienen acceso automático a todas las capacidades del programa, desde el análisis mecánico estático lineal simple hasta métodos avanzados de resolución térmica y de flujo. Además, tienen acceso completo al software LS-OPT de LSTC , un paquete independiente de optimización de diseño y análisis probabilístico con una interfaz para LS-DYNA.

• Sitio web de la empresa LSTC
• Artículos de conferencias europeas e internacionales de usuarios de LS-DYNA
• Ejemplos y apuntes de clase para descargar
• Material de formación y apuntes de clase para descargar.
• Descargar para Windows