LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測

LS-DYNA作為業(yè)界主流的非線性求解器,一直廣泛應(yīng)用,筆者近幾年也一直測試LS-DYNA沖壓相關(guān)領(lǐng)域各個版本的差異,幫助沖壓領(lǐng)域用戶選擇合適版本求解器,提高求解效率,避免因為求解器不穩(wěn)定導(dǎo)致的結(jié)果異常;

LS-DYNA在2019年被ANSYS收購,2020年整合完畢后,新出LS-DYNA的授權(quán)開始與ANSYS發(fā)行版本保持一致, 此次評測的F14.1、R14.1.1-8 、R16.0.0需配合ANSYS相應(yīng)授權(quán)使用;

LS-DYNA各版本需要最低ANSYS授權(quán)版本如下:

LS-DYNA版本

最低ANSYS授權(quán)版本

備注

發(fā)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&1

ANSYS 2021 R1

注意ANSYS版本號

10/18/2020

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&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 R12.2.0&1

ANSYS 2023 R1

注意ANSYS版本號

05/11/2023

LS-DYNA R14.1.0

ANSYS 2024 R1

注意ANSYS版本號

10/16/2023

LS-DYNA R15.0.2

ANSYS 2024 R1

注意ANSYS版本號

03/20/2024

LS-DYNA R14.1.1-4

ANSYS 2024 R2

注意ANSYS版本號

03/26/2024

LS-DYNA R12.2.2

ANSYS 2024 R2

注意ANSYS版本號

08/02/2024

LS-DYNA R14.1.1-8

ANSYS 2025 R1

注意ANSYS版本號

10/28/2024

LS-DYNA R16.0.0

ANSYS 2025 R1

注意ANSYS版本號

03/18/2025

     自從LS-DYNA被ANSYS收購后,逐步的融合到了ANSYS產(chǎn)品線,有些版本是ANSYS獨享,比如這次的R14.1.1-8,內(nèi)置在ANSYS 2025 R1中,還有R16.0.331.DEV也是內(nèi)置在ANSYS Forming 2025 R1中;
從最近2年的趨勢看,被ANSYS收購后,LS-DYNA定制化的趨勢越來越明顯(優(yōu)先滿足原廠及合作伙伴訂制版),比如最新的R16系列,ETA的DynaForm(2025年初剛發(fā)布的7.2及之前的所有版本)已經(jīng)不能讀取R16系列的結(jié)果;這就意味著所有7.2(含)之前版本的DynaForm已經(jīng)不能使用最新的LS-DYNA R16.0進行求解計算了。
此次參與評測版本:LS-DYNA_F14.1_SMP、LS-DYNA_R14.1.1-8_SMP&MPP、LS-DYNA_R16.0.0_SMP&MPP對比測試,其他版本的測試以下:

《LS-DYNA R12.2.2&R14.1.1&R15.0.2沖壓領(lǐng)域簡要評測》

https://articles.e-works.net.cn/cae/article154155.htm

《LS-DYNA R14.1沖壓領(lǐng)域簡要評測》

https://articles.e-works.net.cn/cae/article153583.htm

《LS-DYNA R14.0& F14.1沖壓領(lǐng)域簡要評測》

https://articles.e-works.net.cn/cae/article151769.htm

《LS-DYNA_R11.2.2&R12.1&R13.1.1&F14.0沖壓領(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)域簡要評測》

https://articles.e-works.net.cn/cae/article144398.htm

《LS-DYNA LS971_R10.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測》

http://articles.e-works.net.cn/cae/article141377.htm

《LS-DYNA LS971_R9.2.0沖壓領(lǐng)域簡要評測》

http://articles.e-works.net.cn/cae/article139504.htm

《LS-DYNA LS971_R9.1.0沖壓領(lǐng)域簡要評測》

http://articles.e-works.net.cn/cae/article133707.htm

《LS-DYNA LS971(R7/8/9)沖壓領(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)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(lǐng)域常用的拉延、回彈領(lǐng)域;

基本測試環(huán)境如下:

測試系統(tǒng): WIN11_X64 24H2

CPU: AMD 9550X核數(shù):16 線程數(shù):32

前處理:DynaForm 7.2 / ANSYS FORMING 2025R1

求解器提交:ETA JOBsubmitter /LS-RUN 2025R1 

后處理:ANSYS FORMING 2025R1

計算案例1:NUMSHEET 2022 BM1(涵蓋拉延、回彈)

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖1

以上算例所有版本的求解器使用同樣的DYN文件;

計算案例2:NUMSHEET 2005 BM1(涵蓋回彈、拉延、修邊、回彈)

這次的測試也可能是最后一次使用DynaForm生成的DYN文件了,后續(xù)前處理會使用其他軟件,亦或者如果經(jīng)過評估,各軟件都獨享定制版LS-DYNA,不再使用公版,那后續(xù)也沒有測試的必要性了,此系列文章可能就此終止;

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖2

測試1.拉延結(jié)果-厚度

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖3
LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖4

從數(shù)值分布趨勢看,5個版本求解器計算的厚度計算結(jié)果基本一致,無明顯差異; 

測試1結(jié)果-回彈

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖5
LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖6

從分析結(jié)果看,回彈計算SMP版本和MPP版本有明顯差異(R16.0.0的SMP本質(zhì)是MPP),SMP版本求解器回彈結(jié)果大約在70mm左右,MPP結(jié)果大約在110mm左右,趨勢一致,至于那個更準(zhǔn)確,需要結(jié)果實際的產(chǎn)品和試模結(jié)果綜合評估,在此不做評判;

測試2 結(jié)果-厚度

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖7

測試2 結(jié)果-回彈

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖8

從分析結(jié)果看,R14.1.1-8拉延計算精確度更好一些,Ansys Forming2025R1軟件自帶的求解器為R16.0-DEV次之,從回彈結(jié)果看,SMP版本的R16.0-DEV分布趨勢有問題,綜合來看,Ansys Forming2025R1自帶的MPP版本無論是求解效率,還是計算質(zhì)量都優(yōu)于公版MPP-R16.0;

3.求解效率測試

測試案例1分別使用4/8/16三種不同的CPU數(shù)目(沒有超過CPU物理核數(shù))分別計算了效率SMP和MPP版本的計算時間如下:

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖9

測試案例1從分析過程看,拉延計算MPP版本所用的時間大幅度小于SMP版本;從分析效率看,最新的MPP-R16.0.619版本的效率相比于SMP版本效率提升明顯,部分場景效率提升約100%。

回彈計算看,目前效率最高的是MPP的R14.1.1-8系列,這個版本的拉延計算效率也是略低于R16系列,綜合來看,效率最高;但是R14.1.1-8系列的計算結(jié)果目前DynaForm7.2也不支持讀取。

測試案例2使用了16核,各階段求解時間如下:

LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖10

測試案例2前處理使用Ansys Forming 2025R1,從拉延計算分析時間看,使用ANSYS Forming 2025R1生成的前處理文件已經(jīng)不適合用R14系列進行運算了,直接提交會報錯,雖然修改后勉強運算,但是求解器效率大幅下降。

使用DynaFomr5.9.x系列的筆者建議顯式計算使用R7.1.2系列;假如使用DynaForm 6.X/7.0/7.1/7.2系列,建議使用SMP_F14.1系列(ANSYS FORMING 2023R1內(nèi)置);

Ansys Forming 系列軟件,建議使用內(nèi)置的MPP求解器;

使用其他的前處理工具的比如JSTAMP,建議使用官方推薦的求解器,經(jīng)過此次測試,筆者感覺LS-DYNA在沖壓這個領(lǐng)域,公版LS-DYNA的歷史可能已經(jīng)結(jié)束了,以后大概率是定制版。

4.多CPU設(shè)置建議

從多個測試看,LS-DYNA計算效率存在瓶頸,針對LS-DYNA沖壓領(lǐng)域計算,筆者建議對于目前主流的8核16線程CPU:

MPP類型建議設(shè)置的并行CPU數(shù)目不要超過物理核數(shù),即建議設(shè)置為8;

SMP可以設(shè)置成總線程數(shù)16,但是效率提升不明顯,建議按總線程數(shù)的75%作為最大數(shù)目即12。

大的原則就是MPP版本設(shè)置CPU總數(shù)不要超過物理核數(shù)(僅指的沖壓計算,其他領(lǐng)域可能可以),SMP版本不建議超過總線程的3/4;

截止到2025年5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(lǐng)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(lǐng)域不支持;

LS971_R4.X

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)確或計算失敗;

LS971_R5.0.0-R5.1.0

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)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(lǐng)域不支持;

LS971_R6.0.0-R6.1.0

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)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(lǐng)域不支持;

R7.0.0-R7.1.1

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)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(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)確或計算失敗;

R8.X(所有版本)

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)確或計算失敗;

R9.0.0-R9.3.1

N

求解不穩(wěn)定,回彈結(jié)果輸出異常;

R10.0.0-R10.X

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)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

R12.2.0

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)確或計算失敗;

R12.2.1

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)確或計算失敗;

R12.2.1、2

N

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)確或計算失敗;

R13.1.1

Y

可以使用★★

F14.0.0-

Y

可以使用★★

F14.1.0-SMP

Y

★★★★ DynaForm6.X_7.2首選

R14.0.0

Y

求解不穩(wěn)定,重力回彈不準(zhǔn)確或計算失敗;

R14.1.0

Y

★★★★ DynaForm6.X_7.X次選

R14.1.1-8SMP&MPP

Y

★★★★推薦(需后處理支持)

R15.0.2

N

回彈失敗,效率慢

R16.0.0-SMP&MPP

Y

★★★推薦(需后處理支持)

本文原創(chuàng)首發(fā)自公眾號:阿毅工作室,轉(zhuǎn)載請注明出處!


LS-DYNA_R16.0.0沖壓領(lǐng)域簡要評測的圖11

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