LS-DYNA

LS-DYNA ist eine fortgeschrittene Multiphysik-Simulationssoftware für explizite und implizite Finite-Elemente-Analysen komplexer nichtlinearer dynamischer Probleme. Die Software wurde ursprünglich von der Livermore Software Technology Corporation (LSTC) entwickelt und ist seit 2019 Teil von Ansys.

Überblick

Typ: B2B-Software / Simulationssoftware
Entwickler: Livermore Software Technology Corporation (LSTC), heute Ansys
Gründung: 1987 (LSTC)
Gründer: Dr. John O. Hallquist
Hauptsitz: Livermore, Kalifornien, USA
Akquisition: 2019 durch Ansys für 775 Millionen USD
Website: ansys.com/products/structures/ansys-ls-dyna
Hauptanwendungen: Crashworthiness, Impact-Simulationen, Strukturanalyse
Zielbranchen: Automobil, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Fertigung, Biomedizin

Geschichte und Entwicklung

Ursprung am Lawrence Livermore National Laboratory

Die Geschichte von LS-DYNA beginnt 1976 am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), wo Dr. John O. Hallquist den Computercode DYNA3D entwickelte. Das ursprüngliche Ziel war die Simulation von Aufschlaglasten und strukturellen Reaktionen von Bomben für die U.S. Air Force, insbesondere für das “Full Fuzing Option” (FUFO) Nuklearwaffenprogramm.

1978 veröffentlichte Hallquist DYNA3D als Open-Source-Software, um die Technologie einem breiteren Publikum zugänglich zu machen und möglichst viele Ingenieure damit vertraut zu machen.

Gründung von LSTC

1987 verließ John O. Hallquist das LLNL und gründete die Livermore Software Technology Corporation (LSTC) als Ein-Mann-Unternehmen. Das Ziel war die Kommerzialisierung von DYNA3D unter dem Namen LS-DYNA sowie die Weiterentwicklung zu einer führenden Crash-Test-Simulationssoftware.

Bis 1989 wuchs der kommerzielle Markt für explizite Simulationssoftware in der Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie rasant. LSTC etablierte sich über drei Jahrzehnte als privat geführtes Unternehmen unter Hallquists Leitung.

Übernahme durch Ansys

Im September 2019 unterzeichneten Ansys und LSTC einen definitiven Übernahmevertrag. Der Kaufpreis betrug 775 Millionen USD, davon 60% in bar und 40% in Ansys-Aktien. Die Transaktion wurde im vierten Quartal 2019 abgeschlossen.

Die Integration ermöglichte Ansys, LS-DYNA nahtlos in die Ansys Workbench-Umgebung einzubinden und Kunden Zugang zu einer noch breiteren Palette an fortgeschrittenen Simulationstechnologien zu bieten.

Im Dezember 2022 kündigte Ansys zudem die Übernahme von DYNAmore, einem der größten LS-DYNA-Distributoren weltweit, an, um die europäische Präsenz weiter auszubauen.

Produkte und Technologie

Kernfunktionalität

LS-DYNA ist spezialisiert auf:

Explizite und implizite Finite-Elemente-Analysen für hochdynamische Ereignisse
Crashworthiness-Simulationen mit Fahrzeugmodellen von über 10 Millionen Elementen
Impact- und Penetrationsanalysen für verschiedenste Materialien
Fluid-Struktur-Kopplung und elektromagnetische Interaktionen
Nichtlineare Materialbeschreibungen für Hochfestigkeitsstahl, Verbundwerkstoffe und mehr
Kontaktmodellierung für komplexe Interaktionen

Ergänzende Produkte

Ansys LS-OPT: Design-Optimierungs- und probabilistische Analysepaket
LS-TaSC: Topologie-Optimierung für nichtlineare Probleme mit dynamischen Lasten
Ansys Workbench-Integration: Nahtloser Workflow innerhalb der Ansys-Umgebung

Anwendungsbereiche

Automobilindustrie

LS-DYNA ist der Industriestandard für Crashworthiness-Simulationen in der Automobilbranche. Die Software ermöglicht:

Simulation standardisierter Crash-Szenarien (FMVSS 208 frontal @ 48 km/h, FMVSS 214 seitlich @ 54 km/h)
NCAP-Compliance-Tests bei höheren Geschwindigkeiten (56 km/h)
Vorhersage von Deformationen und Versagen einzelner Komponenten und Gesamtstrukturen
Insassensicherheitsanalysen

Luft- und Raumfahrt

In der Aerospace-Industrie wird LS-DYNA für folgende Anwendungen eingesetzt:

Vogelschlag-Simulationen
Triebwerksschaufel-Containment-Analysen
Strukturversagen und Crashworthiness
AAM/eVTOL-Anwendungen (Advanced Air Mobility / elektrische Vertical Take-off and Landing)

Weitere Branchen

Verteidigung: Penetrations- und Explosionssimulationen
Bauingenieurwesen: Strukturdynamik und Erdbebensimulationen
Fertigung: Drop-Tests und Umformprozesse
Biomedizin: Biomechanische Analysen

Team und Führung

Gründer: Dr. John O. Hallquist

Dr. John O. Hallquist ist der Gründer und langjährige CEO von LSTC. Sein akademischer Werdegang:

1970: Bachelor of Science in Industrial Engineering (Western Michigan University, magna cum laude)
1972: Master of Science in Engineering Mechanics (Michigan Technological University)
1974: Doctor of Philosophy in Mechanical Engineering (Michigan Technological University)

Von 1974 bis 1987 arbeitete Hallquist im Waffenlabor des Lawrence Livermore National Laboratory, wo er DYNA3D entwickelte. Für seine Pionierarbeit erhielt er zahlreiche Auszeichnungen, darunter den Department of Energy Award of Excellence und den ASME Applied Mechanics Award.

Nach der Übernahme durch Ansys wurde ihm zu Ehren ein “Distinguished Chair” an der University of Texas at Austin eingerichtet, um seine Beiträge zur Computational Mechanics zu würdigen.

Eigentümerschaft und Vertrieb

Aktuelle Eigentümerschaft

Seit der Übernahme 2019 ist LS-DYNA vollständig im Besitz von Ansys, Inc. Die Integration in das Ansys-Portfolio ermöglichte eine tiefere Verzahnung mit anderen Simulationstools und eine breitere Marktpräsenz.

Vertriebspartner: DYNAmore

DYNAmore GmbH mit Hauptsitz in Stuttgart wurde 2001 gegründet und entwickelte sich zu einem der größten LS-DYNA-Distributoren weltweit. Das Unternehmen fungierte als Master Distributor für Europa und betreute über 800 Industrieunternehmen sowie mehr als 150 Universitäten.

DYNAmore expandierte mit Tochtergesellschaften in der Schweiz (2011), Italien (2013), Frankreich (2015) und den USA (2017). Im Dezember 2022 wurde DYNAmore ebenfalls von Ansys übernommen, um die Marktposition weiter zu stärken.

Konkurrenz

LS-DYNA konkurriert im Bereich expliziter Finite-Elemente-Simulationen mit folgenden Produkten:

Produkt	Hersteller	Schwerpunkt
Abaqus/Explicit	Dassault Systèmes	Strukturmechanik, besser bei impliziter Zeitintegration
Radioss	Altair Engineering	Hochgeschwindigkeits-Impact-Simulationen
PAM-CRASH	ESI Group	Crash-Simulation, steilere Lernkurve

Positionierung

LS-DYNA gilt als Marktführer bei expliziter Zeitintegration und bietet überlegene Vielseitigkeit und Materialmodellierungstiefe im Vergleich zu Radioss. PAM-CRASH ist ebenfalls leistungsstark, jedoch mit Einschränkungen bei Multiphysik-Anwendungen. Abaqus ist stärker bei impliziten Analysen, während LS-DYNA bei hochdynamischen Ereignissen dominiert.

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