本文针对LS-DYNAF14.1、R14.1.1-8、R16.0.0版本进行了测试,帮助用户选择最优版本求解器,提高求解效率,避免因为求解器不稳定导致的结果异常。
LS-DYNA作为业界主流的非线性求解器,一直广泛应用,笔者近几年也一直测试LS-DYNA冲压相关领域各个版本的差异,帮助冲压领域用户选择合适版本求解器,提高求解效率,避免因为求解器不稳定导致的结果异常。
LS-DYNA在2019年被ANSYS收购,2020年整合完毕后,新出LS-DYNA的授权开始与ANSYS发行版本保持一致,此次评测的F14.1、R14.1.1-8、R16.0.0需配合ANSYS相应授权使用。
LS-DYNA各版本需要最低ANSYS授权版本如下:
表1 LS-DYNA各版本需要最低ANSYS授权版本
自从LS-DYNA被ANSYS收购后,逐步的融合到了ANSYS产品线,有些版本是ANSYS独享,比如这次的R14.1.1-8,内置在ANSYS 2025 R1中,还有R16.0.331.DEV也是内置在ANSYS Forming 2025 R1中。
从最近2年的趋势看,被ANSYS收购后,LS-DYNA定制化的趋势越来越明显(优先满足原厂及合作伙伴订制版),比如最新的R16系列,ETA的DynaForm(2025年初刚发布的7.2及之前的所有版本)已经不能读取R16系列的结果;这就意味着所有7.2(含)之前版本的DynaForm已经不能使用最新的LS-DYNA R16.0进行求解计算了。
此次参与评测版本:LS-DYNA_F14.1_SMP、LS-DYNA_R14.1.1-8_SMP&MPP、LS-DYNA_R16.0.0_SMP&MPP对比测试。
本次测试也仅限于评价LS-DYNA冲压领域常用的拉延、回弹领域。
基本测试环境如下:
测试系统:WIN11_X64 24H2
CPU:AMD 9550X 核数:16 线程数:32
前处理:DynaForm 7.2 / ANSYS FORMING 2025R1
求解器提交:ETA JOBsubmitter / LS-RUN 2025R1
后处理:ANSYS FORMING 2025R1
1、拉延、回弹测试
计算案例1:NUMSHEET 2022 BM1(涵盖拉延、回弹)
图1 拉延、回弹
以上算例所有版本的求解器使用同样的DYN文件;
计算案例2:NUMSHEET 2005 BM1(涵盖回弹、拉延、修边、回弹)
图2 回弹、拉延、修边、回弹
这次的测试也可能是最后一次使用DynaForm生成的DYN文件了,后续前处理会使用其他软件,亦或者如果经过评估,各软件都独享定制版LS-DYNA,不再使用公版,那后续也没有测试的必要性了,此系列文章可能就此终止。
测试1.拉延结果-厚度
图3 厚度测试
从数值分布趋势看,5个版本求解器计算的厚度计算结果基本一致,无明显差异。
测试1.结果-回弹
图4 回弹力测试
从分析结果看,回弹计算SMP版本和MPP版本有明显差异(R16.0.0的SMP本质是MPP),SMP版本求解器回弹结果大约在70mm左右,MPP结果大约在110mm左右,趋势一致,至于那个更准确,需要结果实际的产品和试模结果综合评估,在此不做评判。
测试2.结果-厚度
图5 厚度结果
测试2.结果-回弹
图6 回弹结果
从分析结果看,R14.1.1-8拉延计算精确度更好一些,Ansys Forming2025R1软件自带的求解器为R16.0-DEV次之,从回弹结果看,SMP版本的R16.0-DEV分布趋势有问题,综合来看,Ansys Forming2025R1自带的MPP版本无论是求解效率,还是计算质量都优于公版MPP-R16.0。
2、求解效率测试
测试案例1分别使用4/8/16三种不同的CPU数目(没有超过CPU物理核数)分别计算了效率SMP和MPP版本的计算时间如下:
图7 计算时间
测试案例1从分析过程看,拉延计算MPP版本所用的时间大幅度小于SMP版本;从分析效率看,最新的MPP-R16.0.619版本的效率相比于SMP版本效率提升明显,部分场景效率提升约100%。
回弹计算看,目前效率最高的是MPP的R14.1.1-8系列,这个版本的拉延计算效率也是略低于R16系列,综合来看,效率最高;但是R14.1.1-8系列的计算结果目前DynaForm7.2也不支持读取。
测试案例2使用了16核,各阶段求解时间如下:
图8 各阶段求解时间
测试案例2前处理使用Ansys Forming 2025R1,从拉延计算分析时间看,使用ANSYS Forming 2025R1生成的前处理文件已经不适合用R14系列进行运算了,直接提交会报错,虽然修改后勉强运算,但是求解器效率大幅下降。
使用DynaFomr5.9.x系列的笔者建议继续使用R7.1.2系列;假如使用DynaForm 6.X/7.0/7.1/7.2系列,建议使用SMP_F14.1系列(ANSYS FORMING 2023R1内置)。
Ansys Forming系列软件,建议使用内置的MPP求解器。
使用其他的前处理工具的比如JSTAMP,建议使用官方推荐的求解器,经过此次测试,笔者感觉LS-DYNA在冲压这个领域,公版LS-DYNA的历史可能已经结束了,以后大概率是定制版。
3、多CPU设置建议
从多个测试看,LS-DYNA计算效率存在瓶颈,针对LS-DYNA冲压领域计算,笔者建议对于目前主流的8核16线程CPU:
MPP类型建议设置的并行CPU数目不要超过物理核数,即建议设置为8;
SMP可以设置成总线程数16,但是效率提升不明显,建议按总线程数的75%作为最大数目即12。
大的原则就是MPP版本设置CPU总数不要超过物理核数(仅指的冲压计算,其他领域可能可以),SMP版本不建议超过总线程的3/4。
截止到2025年5月份笔者推荐冲压分析使用的LS-DYNA见附表1。
附表1:
冲压领域分析LS-DYNA推荐版本一览表
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