LS-DYNA软件1.1 LS-DYNA 简介

LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的

各种复杂问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金

属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。在工

程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包。与实验的无数次对比证实了其计算

的可靠性。由 J.O.Hallquist主持开发完成的 DYNA程序系列被公认为是显式有限元程

序的鼻祖和理论先导，是目前所有显式求解程序（包括显式板成型程序）的基

础代码。1988年 J.O.Hallquist创建 LSTC公司，推出 LS-DYNA程序系列，并

1

于 1997年将 LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序

合成一个软件包，称为 LS-DYNA。LS-DYNA的最新版本是 2004年 8月推出的

970版。

1.1.1 LS-DYNA功能特点

LS-DYNA程序是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料

非线性（140 多种材料动态模型）和接触非线性（50 多种）程序。它以

Lagrange算法为主，兼有 ALE和 Euler算法；以显式求解为主，兼有隐式求解

功能；以结构分析为主，兼有热分析、流体-结构耦合功能；以非线性动力分析

为主，兼有静力分析功能（如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回

弹计算）；军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序。LS-DYNA功

能特点如下：1.分析能力： 非线性动力学分析 多刚体动力学分析 准静态分析（钣金成型等）

2

热分析 结构-热耦合分析 流体分析：

欧拉方式 任意拉格郎日-欧拉（ALE） 流体-结构相互作用 不可压缩流体CFD分析

有限元-多刚体动力学耦合分析 （MADYMO，CAL3D） 水下冲击 失效分析 裂纹扩展分析 实时声场分析 设计优化 隐式回弹 多物理场耦合分析 自适应网格重划 并行处理（SMP和MPP）

3

2.材料模式库(140多种)

金属 塑料 玻璃 泡沫 编制品 橡胶（人造橡胶） 蜂窝材料 复合材料 混凝土和土壤 炸药 推进剂 粘性流体 用户自定义材料3.单元库 体单元 薄/厚壳单元

4

梁单元 焊接单元 离散单元 束和索单元 安全带单元 节点质量单元 SPH单元4.接触方式(50多种)

柔体对柔体接触 柔体对刚体接触 刚体对刚体接触 边-边接触 侵蚀接触 充气模型 约束面 刚墙面 拉延筋

5

5.汽车行业的专门功能 安全带 滑环 预紧器 牵引器 传感器 加速计 气囊 混合 III型假人模型6.初始条件、载荷和约束功能 初始速度、初应力、初应变、初始动量（模拟脉冲载荷）； 高能炸药起爆； 节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷； 循环约束、对称约束（带失效）、无反射边界； 给定节点运动（速度、加速度或位移）、节点约束； 铆接、焊接（点焊、对焊、角焊）； 二个刚性体之间的连接－球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万

6

向连接、平移连接； 位移/转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连； 带失效的节点固连。7.自适应网格剖分功能自动剖分网格技术通常用于薄板冲压变形模拟、薄壁结构受压屈曲、三维锻

压问题等大变形情况，使弯曲变形严重的区域皱纹更加清晰准确。对于三维锻压问题，LS-DYNA主要有两种方法：自适应网格剖分和任意拉

格朗日-欧拉网格（ALE）网格进行 Rezoning），三维自适应网格剖分采用的

是四面体单元。8 ALE和 Euler列式ALE列式和 Euler列式可以克服单元严重畸变引起的数值计算困难，并实现

流体-固体耦合的动态分析。在 LS-DYNA程序中 ALE和 Euler列式有以下功能： 多物质的 Euler单元，可达 20种材料； 若干种 Smoothing算法选项； 一阶和二阶精度的输运算法； 空白材料；

7

Euler边界条件：滑动或附着条件； 声学压力算法； 与 Lagrange列式的薄壳单元、实体单元和梁单元的自动耦合。9.SPH算法SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）光顺质点流体动力算法是一种无网

格 Lagrange算法，最早用于模拟天体物理问题，后来发现解决其它物理问题也

是非常有用的工具，如连续体结构的解体、碎裂、固体的层裂、脆性断裂等。SPH

算法可以解决许多常用算法解决不了的问题，是一种非常简单方便的解决动力

学问题的研究方法。由于它是无网格的，它可以用于研究很大的不规则结构。SPH算法适用于超高速碰撞、靶板贯穿等过程的计算模拟。10.边界元法LS-DYNA程序采用边界元法 BEM（Boundary Element Method）求解流体绕

刚体或变形体的稳态或瞬态流动，该算法限于非粘性和不可压缩的附着流动。11.隐式求解用于非线性结构静动力分析，包括结构固有频率和振型计算。LS-DYNA中

可以交替使用隐式求解和显式求解，进行薄板冲压成型的回弹计算、结构动力分

8

析之前施加预应力等。12.热分析LS-DYNA程序有二维和三维热分析模块，可以独立运算，也可以与结构分

析耦合，可进行稳态热分析，也可进行瞬态热分析，用于非线性热传导、静电场

分析和渗流计算。热传导单元：8节点六面体单元（3D），4节点四边形单元（2D）；材料类型：各向同性、正交异性热传导材料，可以与温度相关，以及各向同

性热传导材料的相变；边界条件：给定热流 flux边界，对流 convection边界，辐射 radiation边界，

以及给定温度边界，它们可随时间变化；给定初始温度，可计算二个物体接触

界面的热传导和热辐射，给定材料内部热生成（给定热源）；热分析采用隐式求解方法，过程控制有： 稳态分析还是瞬态分析； 线性问题还是非线性问题； 时间积分法：Crank-Nicholson法（a=0.5）和向后差分法（ a=1）； 求解器：直接法或迭代法；

9

自动时步长控制。13.不可压缩流场分析LS-DYNA不可压缩流求解器是 970版新增加的功能，用于模拟分析瞬态、

不可压、粘性流体动力学现象。求解器中采用了超级计算机的算法结构，在确保

有限元算法优点的同时计算性能得到大幅度提高，从而在广泛的流体力学领域

具有很强的适用性。14.多功能控制选项 多种控制选项和用户子程序使得用户在定义和分析问题时有很大的灵活

性。 输入文件可分成多个子文件； 用户自定义子程序； 二维问题可以人工控制交互式或自动重分网格（REZONE）； 重启动； 数据库输出控制； 交互式实时图形显示； 开关控制-可监视计算过程的状态；

10

对 32位计算机可进行双精度分析。15.前后处理功能LS-DYNA利用 ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB、TrueGrid、LS-POST和

LS-PREPOST强大的前后处理模块，具有多种自动网格划分选择，并可与大多

数的CAD/CAE软件集成并有接口。后处理：结果的彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、等值面、粒子流迹显

示、立体切片、透明及半透明显示；变形显示及各种动画显示；图形的PS、TIFF

及HPGL格式输出与转换等。16.支持的硬件平台LS-DYNA 970版的 SMP版本和MPP版本是同时发行的。MPP版本使一项

任务可同时在多台分布计算机上进行计算，从而最大限度地利用已有计算设备，

大幅度减少计算时间。计算效率随计算机数目增多而显著提高。LS-DYNA 970版的 SMP版本和 MPP版本可以在 PC机（NT、LINUX环

境）、UNIX工作站、超级计算机上运行。

11

1.1.2 LS-DYNA应用领域

1 汽车工业 碰撞分析 气囊设计 乘客被动安全 部件加工2 航空航天 鸟撞 叶片包容 飞机结构冲击动力分析 碰撞，坠毁 冲击爆炸及动态载荷 火箭级间分离模拟分析 宇宙垃圾碰撞 特种复合材料设计3 制造业

12

冲压 锻造 铸造 切割，等4 建筑业 地震安全 混凝土结构 爆破拆除 公路桥梁设计5 国防 内弹道和终点弹道； 装甲和反装甲系统； 穿甲弹与破甲弹设计； 战斗部结构设计； 冲击波传播； 侵彻与开坑； 空气，水与土壤中爆炸；

13

核废料容器设计，等6 电子领域 跌落分析 包装设计 热分析 电子封装7 石油工业 液体晃动 完井射孔 管道设计 爆炸切割 事故模拟 海上平台设计8 其它应用 玻璃成型 生物医学 体育器材（高尔夫杆，高尔夫球，棒球杆，头盔）。

14

1.2 LS-DYNA的前后处理

LS-DYNA的前后处理非常多，例如 ANSYS、PATRAN、ETA公司的 FEMB、

TrueGrid、 INGRID、HYPERMESH，新开发的后处理为 LS-POST 和 LS-

PREPOST。另外，将 LS-DYNA输出的文件进行格式转换后，AVS-EXPRESS

也可以读入，它能够生成质量更高的效果图和动画。应该针对不同的行业，不同的应用领域选择合适的前后处理。LS-PREPOST

为后处理，介绍 LS-DYNA软件的使用方法。

1.3 显式动力分析的特点

用中心差分法在时间 t求加速度：{Ftext}为施加外力和体力矢量。{Ftint}为下式决定的内力矢量。

Fhg为沙漏阻力；Fcont为常量力。

15

速度与位移用下式得到：式中 Dtt+Dt/2=.5(Dtt+ Dtt+ Dt) ；Dtt- Dt/2=.5(Dtt- Dtt+ Dt)

新的几何构形由初始构形加上 {xo}获得:

非线性问题： 块质量矩阵需要简单转置。 方程非耦合，可以直接求解(显式)。 无须转置刚度矩阵，所有非线性（包括接触）都包含在内力矢量中。 内力计算是主要的计算部分。 无须收敛检查。 保持稳定状态需要小的时间步。

16

1.4 单元

1.4.1 单元类型

LS-DYNA有 7种单元类型： LINK160：桁架单元 BEAM161：梁单元 SHELL163：薄壳单元 SOLID164：块单元 COMBI165：弹簧与阻尼单元 MASS166：结构质量 LINK167：缆单元

所有显式动力单元为三维的，每种单元可用于几乎所有材料模型，都有几

种不同算法，均具有一个线性位移函数，目前尚没有具有二次位移函数的高阶

单元。每种显式动力单元缺省为单点积分。

3.4.1.1 LINK160单元

3D 圆杆单元用来承受轴向载荷，用 3个节点定义单元，第 3个节点用来定

17

义杆的初始方向，见图 3.1。

图 3.1 LINK160单元

3.4.1.2 BEAM161梁单元

由于不产生应变，此 3D梁适用于刚体旋转，用 3个节点定义此单元，见图

3.2。

图 3.2 BEAM161 梁单元18

可以定义几种标准梁截面，见图 3.3。

图 3.3 几种标准梁截面

3.4.1.3 SHELL163 薄壳单元Shell163有 11种不同算法，最重要的几种有：

Belytschko-Tsay(BT，KEYOPT(1)=2，default)： 简单壳单元； 非常快； 翘曲时易出错。

Belytschko-Wong-Chiang(BWC，KEYOPT(1)=10)： 速度是 BT单元的 1.25 倍；

19

适用于翘曲分析； 推荐使用。

Belytschko-Leviathan(BL，KEYOPT(1)=8)： CPU时耗为 BT单元的 1.4 倍； 第一个具有物理沙漏控制的单元。

S/R co-rotational Hughes-Liu(S/R CHL，KEYOPT(1)=7)： 没有沙漏的壳单元； CPU为 8.8 * BT。

图 3.4 SHELL163 薄壳单元

20

3.4.1.4 SHELL163 膜单元算法

有两种膜单元算法： Belytschko-Tsay-Membrane(KEYOPT(1)=5)：具有单点积分的膜单元算法。

Fully integrated Belytschko-Tsay-Membrane(KEYOPT(1)=9)：具有 4个积分点的膜单元算法。

3.4.1.5 SOLID164 8节点六面体单元可以选择两种算法：

单点积分； 对大变形问题十分有效； 需要沙漏控制；

完全积分 (2x2x2 积分)； 求解慢，但无沙漏； 使用大的泊松比时谨慎；

建议不用退化四面体单元，对于显式动力分析最好用映射网格，拖拉出的

带金字塔形网格也可以。

21

图 3.5 SOLID164 8节点六面体单元

3.4.1.6 COMBI165弹簧阻尼单元用两个节点定义，可以与所有其他单元联结，具有平动和扭动自由度。这种

单元能够应用复杂的非线性力-位移关系。由于COMBI165 只具有弹簧与阻尼选项，对于弹簧阻尼组合体必须重叠两个单元。

图 3.6 COMBI165 弹簧阻尼单元

22

3.4.1.7 MASS166 Mass Element

MASS 166 是一个有 9个自由度的点质量单元：在 x，y，z方向的平动、速

度、加速度，单元还有针对旋转惯性，但没有质量的选项。这种单元用来整车碰

撞建模，代替其中许多部件没有建模的大型模型质量。

图 3.7 MASS166 Mass Element

3.4.1.8 LINK167 缆单元三节点仅拉伸单元，第 3个节点确定单元初始方向，用于缆绳建模，见图

3.8。

23

图 3.8 LINK167 缆单元

3.4.2 单元划分时注意事项

避免使用小的单元，以免缩小时间步长。如果要用，则同时使用质量缩

放。 减少使用三角形/四面体/棱柱单元。 避免锐角单元与翘曲的壳单元，否则会降低计算精度。 在需要沙漏控制的地方使用全积分单元。全积分六面体单元可能产生体

积锁定(由于泊松比达到 0.5)和剪切锁定 (例如，简支梁的弯曲)。

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3.4.3 简化积分

LS-DYNA中所有的显式动力单元缺省为简化积分，一个简化积分单元是一

个使用最少积分点的单元，一个简化积分块单元具有在其中心的一个积分点；

一个简化壳单元在面中心具有一个积分点。而全积分块与壳单元分别具有 8个和

4个积分点。在显式动力分析中最耗 CPU的一项就是单元的处理，由于积分点的个数与

CPU时间成正比，所有的显式动力单元缺省为简化积分，除了节省 CPU，单

点积分单元在大变形分析中同样有效，LS-DYNA单元能承受比隐式单元更大的

变形。简化积分单元有两个缺点： 出现零能模式 (沙漏)。 应力结果的精确度与积分点直接相关。

3.4.4 沙漏

沙漏是一种以比结构全局响应高的多的频率震荡的零能变形模式，沙漏模

式导致一种在数学上是稳定的，但在物理上是不可能的状态。它们通常没有刚度25

变形呈现锯齿形网格。单点积分单元容易产生零能模式，沙漏的出现会导致结果无效，应尽量避

免和减小。如果总的沙漏能大于模型内能的 10%，这个分析就有可能是失败的，有时

侯即使 5%也是不允许的。

图 3.9 沙漏

LS-DYNA有以下方法控制沙漏:

1 避免单点载荷。 单点载荷容易激发沙漏。2 用全积分单元。 全积分单元不会出现沙漏，用全积分单元定义模型的一部

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分或全部可以减少沙漏。3 全局调整模型体积粘性 。沙漏变形可以通过结构体积粘性来阻止，可以通

过控制线性和二次系数，从而增大模型的体积粘性。

1.5 材料

LS-DYNA程序目前有 100多种金属和非金属材料可供选择，如弹性、弹塑

性、超弹性、塑性、泡沫、玻璃、地质、土壤、混凝土、流体、复合材料、炸药及起爆

燃烧、刚性材料外，LS-DYNA还提供了接口，用户可以自定义材料，并可考虑

材料失效、损伤、粘性、蠕变、与温度相关、与应变率相关等性质。

1.6 接触

LS-DYNA有 22 种不同的接触类型，要选择合适的类型来描述实际物理系

统往往比较困难，为了选择合适的接触类型，往往需要对 LS-DYNA中的接触

集合和算法有深入的理解。接触算法是程序用来处理接触面的方法。在 LS-DYNA中有 3种算法： 单面接触

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点面接触 面面接触一个接触集合为具有特别相似特性的接触类型的集合，在 LS-DYNA中有 9

种集合： 普通 自动 刚体 固连 固连失效 侵蚀 边 拉延筋 成型

3.6.1 单面接触

单面接触用于当一个物体的外表面与自身接触或和另一个物体的外表面接

触时使用，单面接触是 LS-DYNA中最通用的接触类型，因为程序将搜索模型

28

中的所有外表面，检查是否相互发生穿透。由于所有的外表面都在搜索范围内，

因此不需要定义接触面与目标面，在预先不知接触情况时，单面接触非常有用，

见图 3.10。

图 3.10 单面接触

3.6.2 点面接触

当一个接触节点碰到目标面时，点面接触发生，由于它是非对称的，所以

是最快的算法。点面接触只考虑冲击目标面的节点。对于点面接触，必须指定接

触面与目标面的节点组元或 PART 号。对于预先已知非常小的接触面，点面接触

十分有效。对于节点接触刚体同样可以使用它，见图 3.11。在使用点面接触时，应注意以下几点： 平面与凹面为目标面，凸面为接触面。

29

粗网格为目标面，细网格为接触面。 对于Drawbead 接触，压延筋总是节点接触面，工件为目标面。

图 3.11 点面接触

3.6.3 面面接触

当一个物体的面穿透另一个物体的面时，使用面面接触算法，面面接触是

完全对称的，因此接触面与目标面的选择是任意的，见图 3.12。对于面面接触, 需要用节点组元和 PART 号来定义接触面和目标面，节点可

以从属于多个接触面。面面接触是一种通用算法，通常用于在已知的接触对象是较大的面时。

30

图 3.12 面面接触

3.6.4 自动与普通接触

自动接触与普通接触的区别在于对壳单元接触力的处理方式不同，普通接

触在计算接触力时不考虑壳的厚度，自动接触允许接触出现在壳元的两侧。两种接触类型中的壳元接触力按照如下方法计算（见图 3.13）:

图 3.13 自动接触与普通接触壳元接触力的计算方法

3.6.5 侵蚀接触

当单元可能失效时用这种接触，侵蚀接触的目的是保证在模型外部的单元

失效被删除后，剩下的单元依然能够考虑接触，见图 3.14。

31

图 3.14 侵蚀接触

3.6.6 刚体接触

通常用于多刚体动力学，变形体与刚体之间的接触必须用 automatic 或

eroding contacts，见图 3.15。

图 3.15 刚体接触

32

3.6.7 边边接触

边边接触用于壳单元的法线与碰撞方向正交时，见图 3.16。

图 3.16 边边接触

3.6.8 固连接触

接触被粘在一起，此接触经常用于销栓连接。当使用固连失效时，达到以下

条件时固连就失效（见图 3.17）：

33

图 3.17 固连接触

3.6.9 拉延筋接触

通常用于板料成型，用于约束板料的运动。在类似冲压的板料成型过程中，

通常会出现工件与模具之间失去接触（如起皱）。这种接触允许使用弯曲和摩擦

阻力，用于确保工件在整个冲压过程中与压延筋始终保持接触。

3.6.10钣金成形类接触

成型接触是钣金成形分析中首选的类型，对于这些接触选项，冲头与模具

通常定义为目标面，而工件则定义为接触面。对于这些接触类型中模具无需网格贯通，因此减小接触定义的复杂性，模

具网格的方向必须一致，成型接触选项基于自动接触类型，功能十分强大。

34

3.7 LS-DYNA输入数据格式

3.7.1 输入数据格式

在 LS-DYNA程序 93x以后的新版本中，输入数据采用新的输入格式——关

键字格式，它将更加灵活和合理地组组输入数据，使新用户更方便地阅读输入

数据。在同一个关键字（KEYWORD）后聚集同一类功能的数据。例如，在关键字

*ELEMENT后面，不仅包括实体单元、梁单元和壳单元，也包括弹簧单元、离散

阻尼单元、安全带单元和集中质量。在 92x 老版本中，这些单元是分散定义的，

并在用户手册中分开在不同部分。材料和接触算法用名字来说明，而不是数字，

使数据更具可读性。LS-DYNA用户手册是按关键字的字母顺序编写，每一个关键字后紧接一个

数据块，构成一个数据组，每个数据组具有它特定的输入，如*CONTROL数据

组用来重置缺省值，*MAT数据组定义材料本构常数，*EOS数据组定义状态方

程，*ELEMENT数据组定义单元标识和节点联结数组、*PART数据组将材料、截

35

面信息、状态方程、沙漏粘性/体粘性等集合在一起，等等，几乎全部模型数据都

可以用块形式输入。例如，以下数据为二个节点及其相应坐标数据，壳单元及其

part 号，壳单元的节点联结数组。$$ DEFINE TWO NODES$*NODE 10101 x y z 10201 x y z$$ DEFINE TWO SHELL ELEMENTS$*ELEMENT-SHELL 10201 pid n1 n2 n3 n4 10301 pid n1 n2 n3 n4

其中 pid为 part 号。一个数据组结束后紧接着下一个关键字，开始另一个数据组。一个关键字的

第一个字符必须放在行的第一列。如果某一行的第一个字符是$，则标志该行是

注释行（Commrnt），在数据读入时该行被省略。如果需要，每一种关键字可

以多次定义成多个数据组。例如，可以将上述数据改写成如下形式输入：$$ DEFINE ONE NODE$

36

*NODE 1010 x y z$$ DEFINE ONE SHELL ELEMENT$*ELEMENT-SHELL 10201 pid n1 n2 n3 n4$$ DEFINE ONE MORE NODE$*NODE 10201 x y z$$ DEFINE ONE MORE SHELL ELEMENTS$*ELEMENT-SHELL10301 pid n1 n2 n3 n4现用图 3.19 说明输入数据组织的一般原理，以及数据各部分的相互关系。

37

图 3.19 关键字输入方式的数据组织

在图 3.19中关键字*ELEMENT的数据组中，EID—单元号，PID—Part 号，

N1，N2，N3，N4—节点号 NID，节点号 NID在关键字*NODE的数据组中定

义，在关键字*PART的数据组中，PID—Part 号、SID—截面号、MID—材料号 、

EOSID—状态方程号、HGID—沙漏控制号，在关键字*SECTION—SHELL的数

据组中，SID—截面号、ELFORM—单元算法、SHRF—剪切因子、NIP—沿壳单

元厚度的积分点数，等等。在关键字*MAT的数据组中，定义各种单元类型的材

料本构数据。它的状态方程数据在关键字*EOS的数组中定义。由于 LS-DYNA程

序中采用单点积分，造成零能模式，需要引入沙 漏控制，有关数据在

SECTION_SHELL SID ELFORM SHRF NIP PROPT QR ICOMP

NODE NID x y z

ELEMENT EID PID N1 N2 N3 N4

PART PID SID MID EOSID HGID

MAT_ELASTIC MID RO E PR DA DB

EOS EOSID

HOURGASS HGID

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*HOURGLASS中定义。在关键字输入阶段读入输入数据，仅限于检查和计算数据量，以便配置数

组大小和重新排列。在输入第二阶段做更多的检查，并输出打印。LS-DYNA程

序保留可以读入老版本无关键字输入数据文件的选择。输出数据如同早先版本一

样记入输出数据文件（缺省文件名 D3HSP）。曾试图做到在输入阶段遇到错误

时仍能不停止程序运行，直到全部输入阶段结束。可惜，这常常是不可能的，程

序可能在遇到一个出错信息时终止运行。用户经常应该从输出数据文件 D3HSP

或MESSAG文件中检查错误信息。跟随关键字后面的输入数据，采用固定格式或自由格式，这二种方式可以

混合输入，但不能在同一张卡片上采用二不同输入格式。固定格式输入方式除网格数据（节点坐标数据*NODE（I8，3E16.0，2I8）

和单元数据*ELEMENT（例如 SOLID单元（10I8），BEAM单元（10I8），

…）外，多数卡片都采用 80个字符串，包括字长为 10的 8个数据，典型的数

据卡如下：表 3.1 固定格式输入方式

1 2 3 4 5 6 7 8

39

Variable变量 NSID PSID A1 A2 A3 SASH

Type数据类型 I I F F F I

Default 缺省值 none none 1.0 1.0 0.0 1

Remark 注释 1 2 3

数据类型是 I为整型数、F为实型数，缺省值是当输入数据为零或空白时程

序自动置的值。如果数据卡的数据格式不是上述典型格式，那么在用户手册中特别说明。自由格式输入方式采用逗号“，”分隔各个数据，并且输入数据的顺序必

须与固定格式相同，其字符数不能超过相应固定格式规定的字符数。例如 I8 整

型数限制最大数为 99999999，超过这值将不能被接受。特别要指出的是，顺序输入的数据，其数据类型不能弄错。关键字可用大写，也可用小写，每一个关键开始的字符*必须放在该行的第

1 列。最常用的关键字见表 3.2。全部关键字见 LS-DYNA KEYWORD USER、S

MANUAL VERSION 950。表 3.2 最常用的关键字

课目 数据 关键字 KEYWORD节点 *NODE

40

几何网格

单元 *ELEMENT—BEAM*ELEMENT—SHELL*ELEMENT—SOLID*ELEMENT—TSHELL

离散单元 *ELEMENT—DISCRETE*ELEMENT—MASS*ELEMENT—SEATBELT—option

材料

PART（将材料、截面性质、状态方程和沙漏数 据 集 合 成 一 个PART）

*PART

材料 *MAT—option

截面性质 *SECTION—BEAM*SECTION—SHELL*SECTION—SOLID*SECTION—TSHELL

离散截面性质 *SECTION—DISCRETE*SECTION—SELTBELT

状态方程 *EOS—option

沙漏控制 *CONTROL—HOURGLASS*HOURGLASS

接触与刚性墙 接触的缺省值 *CONTROL—CONTACT

接触的定义 *CONTACT—option

刚性墙的定义 *RIGIDWALL—CPTION

约束（restraints） *NODE*BOUNDARY—SPC—OPTICN

边界条件与载荷 重力（体力）载荷 *LOAD—BODY—option

节点载荷 *LOAD—NODE

压力截荷 *LOAD—SEGMEAL—option*LOAD—SHELL—option

热载荷 *LOAD—THERMAL—option

载荷曲线 *DEFINE—CURVE

约束（CONSTRAINTST

）和焊点

约束点 *CONSTRAINED—NODE—SET

焊接 *CONSTRAINED—GENERALIZED—

WELD—option*CONSTRAINED—SPOT—WELD

铆接 *CONSTRAINED—RIVET

输出控制缺省值 *CONTROL—option

格式化时间历程文件 *DATABASE—option

二进制图形文件、时间历程文件和重起动文件

*DATABASE—BINARY—option

在时间历程块中的项目

*DATABASE—HISTORY—option

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节点反力的输出 *DATABASE—NODAL—FORCE—

GROUP

终止程序运行 终止时间 *CONTROL—TERMINATION

终止时步数 *CONTROL—TERMINATION

CPU终止 *CONTROL—CPU

自由度 *TERMINATION—NODE

3.9.2 文件管理和程序运行

在 LS-DYNA程序运行时，可能输入的数据文件和输出的数据文件见图

3.20所示。

图 3.20 LS-DYNA程序运行的文件组织直接运行 LS-DYNA，先通过前处理程序（如 TrueGrid）形成输入数据文件，

经检查无误，再在数据文件存放的子目录，键入：LSDYNA970

屏幕显示：please define input file names or change default

>

则再键入： I=inf O=otf G=ptf D=dpf F=thf T=tpf A=rrd M=sif J=jif

S=iff Z=isf2 B=rlf W=root E=efl X=scl C=CPU K=kill V=vda Y=c3d

InpujtI=

StressInitialization

M=

TestartR=

InterfaceSegment

L=

VdageometryV=

TOPAZ3DFileT=LS-DYNA

CAL3DInputY=

Printer fileO=d3hsp

GraphicsC=d3plot

RestartDump

D=d3dump

ASCIIDatabase

messag Time historiesF=d3thdt

DynamicTelaxationB=d3drfl

InterfaceSegmentsave Z=

input echoE=

InterfaceForceS=

RunningRestartDump

A=runrsf

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MEMORY=nwds {THERMAL} {COUPLE}

其中 I=inf 用户编写的输入数据文件O=otf 输入打印数据文件（缺省文件名D3HSP）G=ptf 二进制绘图数据文件（缺省文件名D3PLOT）D=dpf 用于重起动的DUMP文件（缺省文件名D3DUMP）F=thf 用户选择数据的二进制时间历程图形文件（缺省文件名D3THDT）U=xtf 附加的二进制时间历程图形文件（缺省文件名 XTFILE）T=tpf 任选的温度数据文件（热分析程序 TOPAE3D的图形数据文件）A=rrd 运行中记录的DUMP文件（缺省文件名RUNRSF）M=sif 应力初始化文件（用户给定）J=jif 任选的 JOY程序输出的界面数据文件S=iff 界面力数据文件（用户给定）Z=isfl 待存贮的界面数据文件（用户给定）L=isf2 已存贮供使用的界面数据文件（用户给定）B=rlf 二进制动力松弛图形文件（缺省文件名D3DRFL）W=root 一般打印选择的根文件名X=scl scl为用于二进制文件大小的比例因子（缺省值=7）

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C=CPU CPU为 CPU限制值，单位为秒，为总的 CPU计算机时，不是从

重起动开始计算的CPU机时K=kill 如果 LS-DYNA3D程序遇到这个文件名，它将终止运算并记一个重

起动文件V=vda vda是：VDA/IGES程序的几何表面构形数据文件Y=c3d c3d是CAL3D程序的输入数据文件MEMORY=nwds nwds是允许的WORD数，在工作站上一个WORD通常

是 32bits

运行仅热分析，在执行行中应包括 THERMAL，运行结构分析与热分析耦

合，则在执行行中包括COUPLE。每次 LS-DYNA程序运行应该在分开的子目录中以避免文件混乱。在输入数

据文件中第一行从第一列开始为*KEYWORD，则该输入数据文件为关键字格式

的，否则是旧的格式化文件。MEMORY=nwds可填写在键入的执行行中任何位

置，如果不填，则 LS-DYNA程序将给出缺省的memory 大小。这种选择是需要

的，如果缺省的Memory大小不够，程序将会终止运行。有时，也可能缺省值太

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大，这种选择可以用来降低 memory大小。文件名必须是唯一的。界面力文件仅仅在执行中给定时（S=iff）才建立。在

一个大型作业中，一个采用缺省值大小的文件可能在一个单独文件中不能够存

贮全部图形数据或重起动 DUMP数据，因此，在执行行中采用 X=scl来增加文

件的大小。文件的缺省值大小是 7乘以 1000000个八进制字（262144）或

1835008 字（word）,如果作业需要更大的文件存贮空间，建议相应地增加 scl

值，采用 C=CPU定义允许使用的最大 CPU时间（单位，秒），如果程序运行

超过此给定的 CPU时间，LS-DYNA3D程序将终止运行，并记录一个重起动文

件。在程序重起动时，C=CPU中的CPU是给定总的程序运行CPU时间，包括

重起动以前的CPU时间加上在重起动后允许运行的最大CPU时间。从一个DUMP文件重起动 LS-DYNA程序，键入

LSDYNA970

屏幕显示：please define input file names or change default:

再键入I=inf O=otf G=ptf D=dpf R=rtf F=thf U=xtf T=tpf A=rrd J=jif S=iff

Z=isf1 L=isf2 B=rlf W=root E=efl X=scl C=CPU K=kill Q=option

MEMORY=nwds

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其中R=rtf是重起动文件自适应网格剖分后的重起动，命令行中应给定下列参数：

R=adapt.dump01,…

在 Adapt.dump01…文件中包括重起动成功所需的所有信息。如果上一次运行的数据被重新变换（remap）到一个新的网格，则要给定：

Q=remap 这个 remap文件是一个 dump文件，从这个文件可取得 remapping

data,但是这种 remap选择仅适用于实体单元。允许不填写某些文件名，程序自动取缺省文件名。例如，以下的执行行是可

接受的：I=inf R=rtf

输出数据文件、二进制图形数据文件 DUMP文件的缺省文件名分别是

D3HSP，D3PLOT，D3THDT和D3DUMP。若采用界面（interface segments）数据进行分析计算，在第一次运行时执

行行可写成：I=inf Z=isf1

注意，在重起动时不能进行应力初始化处理，同时，VDA 数据文件和

CAL3D数据文件也不能改变。

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3.9.3 重起动分析

LS-DYNA程序的重起动功能允许作户将整个作业的分析计算分成若干步完

成。每一步计算结束前，程序将以后继续计算所必须的全部信息都记入 dump文

件。Dump文件的大小大概与计算所需的memory大小差不多。每一步的计算结

果可以用后处理程序进行显示检查，以避免浪费不正确计算的机时。在 LS-DYNA程序重起动时将前一步计算的 dump文件作为本次计算的重起

动 restart文件读入。重起动时读入输入数据文件允许用户删除不重要的、极度畸

变的单元和材料以及已不再需要的接触界面，还可以改变各种数据的输出频率，

经常，这些简单的修改允许复杂的计算过程行以成功的完成。LS-DYNA程序的重起动输入数据文件格式见用户手册。每一步计算后都记

录 dump文件，其文件名分别为D3DUMP01，D3DUMP02…

D3DUMPnn，用户如果想从D3DUMPnn文件进行重起动计算，那么运行 LS-

DYNA3D程序后，键入执行为I=重起动输入数据文件 R=D3 DUMPnn

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LS-DYNA程序可以从任意的一个已经记录的DUMP文件处重新起动。当然

有用的输出文件应该给定新的文件名，以防止同名文件被复盖，也可以将已记

录的输出文件换名。

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