LS-DYNA R14.0& F14.1沖壓領域簡要評測
LS-DYNA R14.0& F14.1沖壓領域簡要評測
DynaForm是業界主流的沖壓分析軟件，LS-DYNA作為其主要的求解器，一直廣受贊譽，筆者近幾年也一直測試LS-DYNA沖壓相關領域各個版本的差異，幫助用戶選擇最優版本求解器，提高求解效率，避免因為求解器不穩定導致的結果異常；
LS-DYNA在2019年被ANSYS收購，2020年整合完畢，新出LS-DYNA的授權開始與ANSYS發行版本保持一致, 此次評測的R14.0.0 \F14.1.0需配合ANSYS相應授權使用；
LS-DYNA各版本需要最低ANSYS授權版本如下：
LS-DYNA版本 |
最低ANSYS授權版本 |
備注 |
發布日期 |
LS-DYNA R3.X-11.1系列 |
ANSYS 17.5 |
高于此版ANSYS皆可 |
Before 2019 |
LS-DYNA R11.2.0 |
ANSYS 2021 R1 |
注意ANSYS版本號 |
10/18/2020 |
LS-DYNA R11.2.1 |
ANSYS 2021 R1 |
注意ANSYS版本號 |
02/05/2021 |
LS-DYNA R11.2.2 |
ANSYS 2021 R2 |
注意ANSYS版本號 |
05/03/2021 |
LS-DYNA R12.0.0 |
ANSYS 2020 R2 |
注意ANSYS版本號 |
06/19/2020 |
LS-DYNA R12.1 |
ANSYS 2022 R1 |
注意ANSYS版本號 |
10/29/2021 |
LS-DYNA R13.0.0 |
ANSYS 2021 R2 |
注意ANSYS版本號 |
07/19/2021 |
LS-DYNA R13.1.0 |
ANSYS 2022 R2 |
注意ANSYS版本號 |
03/11/2022 |
LS-DYNA R13.1.1 |
ANSYS 2022 R2 |
注意ANSYS版本號 |
30/06/2022 |
LS-DYNA F14.0.0 |
ANSYS 2022 R1 |
注意ANSYS版本號 |
01/09/2022 |
LS-DYNA F14.1.0 |
ANSYS 2022 R2 |
注意ANSYS版本號 |
11/03/2022 |
LS-DYNA R14.0.0 |
ANSYS 2023 R1 |
注意ANSYS版本號 |
12/12/2022 |
LS-DYNA各個版本發布時間如下：
LS-DYNA version history:
*** revision R14.0_0 12/12/2022 ***
*** revision R13.1_1 07/25/2022 *** updated ansys license
*** revision R13.1_0 03/11/2022
*** revision F14_0_0 01/09/2022 **** for Ansysform only
*** revision F12_1_0 10/29/2021 ****
*** revision R13_0_0 07/19/2021 ****
*** revision R11_2_2 05/03/2021 ****
*** revision R11_2_1 02/05/2021 ****
*** revision R11_2_0 10/18/2020 ****
*** revision R12_0_0 06/19/2020 ****
*** revision R9.3.1 09/24/2019 ****
*** revision R11_1_0 08/12/2019 ****
*** revision R10_2_0 03/05/2019 ****
*** revision R11_0_0 08/27/2018 ****
*** revision R9_3_0 07/09/2018 ****
*** revision R10_1_0 01/15/2018 ****
*** revision R9_2_0 08/15/2017 ****
*** revision R10_0_0 07/05/2017 ****
*** revision R9_1_0 01/19/2017 ****
*** revision R9_0_1 08/10/2016 ****
*** revision R9_0_0 07/06/2016 ****
*** revision R8_1_0 02/24/2016 ****
*** revision R8_0_0 01/22/2015 ****
*** revision R7_1_2 01/07/2015 ****
*** revision R7_1_1 04/04/2014 ****
*** revision R7_1_0 02/19/2014 ****
此次參與評測版本：LS-DYNA_R7.1.2、LS-DYNA_R13.1.1、LS-DYNA_R14.0.0、LS-DYNA_F14.1.0對比測試，其他版本的測試以下：
《LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.1.1&F14.0沖壓領域簡要評測》
https://articles.e-works.net.cn/cae/article150835.htm
《LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.0&F14.0沖壓領域簡要評測》
https://articles.e-works.net.cn/cae/article150274.htm
《LS-DYNA R11.2.0&12.0.0沖壓領域簡要評測》
https://articles.e-works.net.cn/cae/article148176.htm
《LS-DYNA R10.2.0&11.0.0沖壓領域簡要評測》
https://articles.e-works.net.cn/cae/article144398.htm
《LS-DYNA LS971_R10.0.0沖壓領域簡要評測》
http://articles.e-works.net.cn/cae/article141377.htm
《LS-DYNA LS971_R9.2.0沖壓領域簡要評測》
http://articles.e-works.net.cn/cae/article139504.htm
《LS-DYNA LS971_R9.1.0沖壓領域簡要評測》
http://articles.e-works.net.cn/cae/article133707.htm
《LS-DYNA LS971(R7/8/9)沖壓領域簡要評測》（R6.X/R7.X/R8.X/R9.X）
http://articles.e-works.net.cn/cae/article133457.htm
《LS-DYNA R7.1.1沖壓仿真領域評測》(R3.X /R5.X /R6.X/R7.X)
http://articles.e-works.net.cn/cae/article119657.htm
《LS-DYNA R7.1.2沖壓仿真領域評測》(R6.X/R7.X)
http://articles.e-works.net.cn/cae/article125925.htm
本次測試也僅限于評價LS-DYNA沖壓領域常用的拉延、修邊、回彈領域；
基本測試環境如下：
測試系統： WIN10_X64 21H2
CPU: AMD 4800H 計算核數：12
DynaForm前處理：DynaForm 5.9.4
計算案例：NUMSHEET 2011 BM3（涵蓋拉延、修邊、回彈、所有版本的求解器使用同樣的DYN文件；）
1.1拉延結果-FLC
結果 |
R7.1.2 |
FLD |
|
R13.1.1 |
|
|
|
R14.0.0 |
|
|
|
F14.1.1 |
|
|
從分區趨勢看，所有的求解器計算結果基本一致，無明顯差異；
2.2 結果-拉延-厚度
結果 |
R7.1.2 （1.312mm-3.615mm） |
厚度 |
|
R13.1.1 （1.315mm-3.627mm） |
|
|
|
R14.0.0 (1.315mm-3.625mm) |
|
|
|
F14.1.0(1.316mm-3.619mm ) |
|
|
從分區趨勢看，所有的求解器計算結果基本一致，無明顯差異；
2.3 結果-拉延-邊界運動
結果 |
R7.1.2（69.377mm） |
邊界運動 |
|
R13.1.1（69.415mm） |
|
|
|
R14.0.0（69.398mm） |
|
|
|
F14.1.0 (69.388mm) |
|
|
從分區趨勢看，所有的求解器計算結果基本一致，無明顯差異；
3結果-回彈
結果 |
R7.1.2（-6.569mm~16.082mm） |
回彈 |
|
R13.1.1（-6.669mm~16.286mm） |
|
|
|
R14.0.0（-6.586mm~16.100mm） |
|
|
|
F14.1.0 （-6.648mm~16.260mm） |
|
|
可能是因為使用的DynaFomr前處理版本過舊的原因，R13.1.1&R14.0.0&F14.1.0回彈計算都失敗了，此步回彈結果是使用R7.1.2分析的；從分析結果看，趨勢一致；
3.測試算例計算一覽表
此次分析，全新配置了全部工序的前處理文件，計算拉延、修邊、回彈，所有的計算的前處理文件一致，使用的硬件資源一致；
測試項目 |
R7.1.2 |
R13.1.1 |
R14.0.0 |
F14.1.0 |
|||
網格數目 |
9564 |
9561 |
9558 |
9555 |
|||
拉延時間 |
563s |
635s |
628s |
609s |
|||
修邊時間 |
35s |
19s |
20s |
24s |
|||
回彈 |
38s |
36s |
36s |
39s |
|||
FLD |
正常 |
正常 |
正常 |
正常 |
|||
厚度 |
1.312mm |
1.315mm |
1.315mm |
1.316mm |
|||
邊界位移 |
69.377mm |
69.415mm |
69.498mm |
69.388mm |
|||
回彈 |
16.082mm |
16.286mm |
16.1mm |
16.26mm |
前文說過，新版本（R13.1.1&R14.0.0&F14.1.0）的回彈計算都失敗了，網格不多，質量也可以，也能算，就是不能正常是收斂，可能跟測試使用的dyn文件有關系；（ANSYS Forming 2023 也失敗了，可以基本確定是求解器的問題，目前測試看，R7.1.2 -R12.1都能正常收斂，2021年11月以后版本都可能存在問題；）
對于5.9X系列的的DynaForm，筆者仍然推薦R7.1.2作為單精度拉延計算工具，雙精度建議使用R11.2.2或者R12.1；對于使用6.X系列的DyanForm，F14.1作為單精度拉延計算工具，雙精度建議使用R12.1備用，當回彈計算失敗時，切換一下求解器試一下；
從計算效率看，沒有太明顯的提升，要想提升計算效率，只能從網格數目、時間步長兩個方面入手，盡量減少網格數目并增大時間步長，但是這兩個都需要用戶有豐富的應用經驗。
使用其他的前處理工具的比如ANSYS FORMING / JSTAMP等，一定要要實際測試一下，才能確定最佳的LS-DYNA生產力版本。
截止到2023年2月份筆者推薦沖壓分析使用的LS-DYNA見附表1；
附表1：
沖壓領域分析LS-DYNA推薦版本一覽表
LS-DRYA 版本 |
是否通過測試 |
備注 |
LS960 |
N |
版本過舊 |
LS970 |
N |
版本過舊 |
LS971_R3.2.1 |
Y |
不建議，版本過舊，部分最新的求解領域不支持； |
LS971_R4.X |
N |
求解不穩定，重力回彈不準確或計算失敗； |
LS971_R5.0.0-R5.1.0 |
N |
求解不穩定，重力回彈不準確或計算失敗； |
LS971_R5.1.1 |
Y |
不建議，版本過舊，部分最新的求解領域不支持； |
LS971_R6.0.0-R6.1.0 |
N |
求解不穩定，重力回彈不準確或計算失敗； |
LS971_R6.1.2 |
Y |
不建議，版本過舊，部分最新的求解領域不支持； |
R7.0.0-R7.1.1 |
N |
求解不穩定，重力回彈不準確或計算失敗； |
R7.1.2 |
Y |
建議使用★★★★；DynaFor5.9.X首選 |
R7.1.3 |
N |
求解不穩定，重力回彈不準確或計算失敗； |
R8.X(所有版本) |
N |
求解不穩定，重力回彈不準確或計算失敗； |
R9.0.0-R9.3.1 |
N |
求解不穩定，回彈結果輸出異常； |
R10.0.0-R10.X |
N |
求解不穩定，重力回彈不準確或計算失敗； |
R11.2.2 |
Y |
可以使用★★★DynaFor5.9.X可用 |
R12.1.0 |
Y |
可以使用★★★DynaFor5.9.x可用 |
R13.1.1 |
Y |
可以使用★★★DynaFor5.9.x不建議 |
F14.0.0- |
Y |
可以使用★★★ DynaFor5.9.x不建議 |
F14.1.0- |
Y |
可以使用★★★★ DynaFor5.9.x不建議 |
R14.0.0 |
Y |
可以使用★★★ DynaFor5.9.x不建議 |
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