Simcenter Femap 2021.1. Что нового?

Повышение эффективности анализа методом конечных элементов с улучшенными инструментами построения сетки

• Увеличьте эффективность проведения конечно-элементного анализа при помощи усовершенствованных инструментов построения сетки
  ‍
• Повысьте качество hex-сетки, используя различные инструменты в панели инструментов для работы с сеткой meshing toolbox
  ‍
• Посредством фильтров анализа преобразуйте пользовательский интерфейс, чтобы отображать опции, доступные только для выбранного решателя
  ‍
• Пользуйтесь привычным интерфейсом и обширными функциональными возможностями Exсel, чтобы корректировать данные в редакторе функций/таблиц в режиме реального времени или в режиме крупных блоков

Принципиальные особенности

• Панель проводника управления сеткой для помощи в процессе построения сложных оболочечных и твердотельных моделей
  ‍
• Настраиваемые опции распространения сетки в командах назначения ее размеров
  ‍
• Улучшенная работоспособность при выборе объектов, особенно для опций “выбор переднего объекта” или “выбор по области”
  ‍
• Полная поддержка MSC Nastran SOL 400 для проведения неявного нелинейного анализа

Сводная информация Simcenter

Femap – это автономное программное обеспечение для осуществления пре- и постпроцессинга при инженерном моделировании и анализе. Femap не зависит от CAD-программ, позволяет импортировать геометрические модели из всех основных CAD-платформ и поддерживает большинство CAD-форматов. Simcenter Femap также работает совместно с широким спектром КЭ решателей, включая программное обеспечение Simcenter Nastran.

Simcenter Femap, который является частью линейки продуктов Xcelerator, полностью поддерживаемого и интегрируемого портфеля программного обеспечения и услуг Siemens Digital Software, в настоящее время выпускается два раза в год, весной и осенью. Такой график выхода начался с версии 2019.1 и продолжается версией 2021.1. Программный комплекс сейчас называется Simcenter Femap, чтобы показать, что это часть портфеля Simcenter, входящего в состав продуктов Siemens, предназначенных для автоматизированного инжиниринга. По той же причине программное обеспечение NX.

Nastran теперь называется Simcenter Nastran

Последний выпуск содержит множество улучшений, которые повысят вашу производительность в течение всего процесса моделирования. Большое количество функциональных возможностей, добавленных в 2021.1, направлено на облегчение процесса построения и модификации сетки.

Во-первых, сопоставление размеров сетки и определение характера ее распространения между несвязанными геометрическими объектами могут быть заданы исходя из близости краевых кривых друг к другу. Чтобы определить, где будут применены эти параметры распространения сетки, для новой панели проводника управления сеткой были разработаны инструменты, которые позволяют визуально отобразить кромочные кривые, которые сопряжены полностью или частично или не сопряжены совсем.

Также разработаны другие инструменты для визуализации поверхностей, которые сопряжены с SOLID-сеткой, или для которых назначен принцип построения поверхностной сетки. Кроме того, для перестроения существующей HEXA-сетки можно использовать многочисленные инструменты в панели инструментов meshing toolbox. Еще одним направлением расширения возможностей является поддержка MSC Nastran SOL 400. С точки зрения моделирования были добавлены предназначенные для использования с SOL 400 средства задания дополнительных свойств, нелинейных мате-риалов и параметров контактов.

В то же время может быть доступен новый тип анализа, который содержит элементы пользовательского интерфейса (UI) для задания основных и вспомогательных параметров решателя SOL 400. Наконец, обновления были также были внедрены и для Simcenter Nastran и Abaqus.

Улучшения препроцессинга

Улучшена производительность при выборе объектов

Выделение объекта теперь использует технологию OpenMP для повышения производительности, особенно при выборе областью (прямоугольник, круг, полигон и без инструментов) и выборе переднего объекта. Кроме того, область стандартного диалогового окна выбора объектов, в которой приводятся диапазоны идентификаторов, теперь скрывается всякий раз, когда выбирается более 1000 диапазонов с уникальными идентификаторами, что также повышает производительность. Этот список можно восстановить, если щелкнуть по области списка, а затем снова скрыть с помощью кнопки закрытия списка.

Редактор функций/таблиц – подключение к Excel

Использование набора функциональных возможностей send to Excel (отправить в Excel), представленной в v2020.2, позволяет в режиме реального времени обновлять данные в редакторе функций/таблиц и наоборот модифицировать те же данные в Excel, а также осуществлять обновления в режиме крупных блоков после произведенных изменений данных.

Корректировка перекрываемых срединных поверхностей

Это добавленная опция, которая теоретически может ограничить величину перекрытия поверхностей, создаваемых в зонах сопряжений, где стенки подходят с разных направлений и не соединяются в одном месте.

Geometry, Curve Centerline

Это усовершенствованный алгоритм, позволяющий лучше обрабатывать более сложные балко-образные тела, в том числе имеющие спиральные и выгнутые формы и создаваемые вдоль сложных сплайнов.

Tools, Check, Mesh interference (пересечение сетки)

Представлена улучшенная команда, в которой добавлена возможность указывать значение допуска для коэффициента перекрытия или коэффициента близости. При использовании коэффициента перекрытия величина перекрытия вычисляется, когда элементы пересекаются на величину большую, чем заданный допуск. При использовании коэффициента близости величина перекрытия вычисляется, когда элементы разделены зазором, размер которого меньше указанного допуска.

Построение сетки

Панель проводника для управления сеткой

В версию 2021.1 добавлена новая панель для упрощения создания сетки. Можно использовать доступные инструменты при создании SOLID-сетки для выявления сопряжений поверхностей посредством задания способов построения поверхностной сетки. Инструменты также можно использовать при создании оболочечной сетки, чтобы установить совпадают ли способы построения сетки на поверхностях и/или могут ли кривые быть автоматически сопряжены в зависимости от их близости. Панель также позволяет указать параметры, которые будут использоваться для автоматического наложения сетки.

Перестроение HEXA-сетки

Были улучшены возможности задания размеров сетки и инструменты для работы с поверхностями в панели Meshing Toolbox, чтобы можно было обновлять HEXA-сетку без необходимости выбирать несколько кривых для правильного наложения сетки на всех требуемых телах.

Поддержка решателей

Фильтр анализа

Фильтр анализа можно использовать для удаления из интерфейса вкладок, специфичных для конкретного решателя в свойствах и регионах контакта, а также материалов из раскрывающегося списка для других материалов. Фильтр оставляет видимыми только те элементы пользовательского интерфейса, которые необходимы для выбранных решателей. Фильтрация может быть включена постоянно через вкладку интерфейса в настройках или по мере необходимости с помощью отдельной иконки в индивидуальных элементах управления.

Simcenter Nastran

Версия Simcenter Femap 2021.1 содержит относительно последнюю версию Simcenter Nastran. Имеется улучшенная поддержка динамических расчетов с учетом переходных процессов (DDAM) с добавленными опциями для отбора форм колебаний, которые на основании указанного порогового, процентного или максимального значения ограничивают использование в расчете этих форм. Он может вводить запись SELMODE во входной файл Simcenter Nastran. Также была добавлена поддержка результатов, запрашиваемых через PARAM, SHLMEM, YES, которые включают реакции в многоточечных связях (MPC), деформации элементов и касательные напряжения для балок, оболочек и слоистых композитных материалов.

Simcenter Nastran / MSC Nastran

Добавлена поддержка ограничения количества форм колебаний по номеру формы, которые используются при проведении модального расчета на частотный отклик или модального анализа переходных процессов. Для Simcenter Nastran делается запись MODSEL в то время как для MSC Nastran делается запись MODESELECT.

MSC Nastran. Обзор SOL 400

SOL 400 применяется для проведения неявного нелинейного анализа с использованием MSC Nastran. Тип анализа – статика, модальный анализ или анализ переходных динамических процессов может быть изменен на уровне создания подслучая (Subcase) или непосредственно внутри подслучая (Subcase) на этапе задания шага анализа. Когда в одном подслучае существует несколько этапов анализа, они всегда зависят друг от друга, что называется цепочкой анализа.

SOL 400 – параметры контакта

Хотя многие опции на вкладке MSC Nastran присутствовали в предыдущих версиях Simcenter Femap, теперь имеется поддержка расширенных опций когезивного контакта и взаимовлияния.

SOL 400 – контактные регионы

Области жесткого тела теперь можно определять с помощью плоских 2D-кривых или 3D-поверхностей, в добавление к более традиционному определению регионов на основе конечных элементов. Кроме того, вкладку MSC Nastran можно использовать, чтобы задавать трение, управлять сглаживанием и устанавливать большое количество других параметров для регионов твердого тела.

SOL 400 – дополнительные свойства

При помощи иконки задания дополнительных свойств в пользовательском интерфейсе теперь могут быть назначены дополнительные свойства для управления геометрической и физической нелинейностью в характеристиках стержня, балки, пластины, плоско-деформируемой пластины, осесимметричного элемента, многослойной пластины, твердотельного элемента, сплошного ламината и сплошных когезионных элементов.

SOL 400 – материалы

Теперь для использования в SOL 400 поддерживаются упруго-пластичный, упругий трехмерный ортотропный материал, моделирование когезионных зон, разрушение материала, уплотнители и четыре различных типа гиперупругих материалов.

SOL 400 – менеджер настроек анализа

Теперь для проведения неявного нелинейного расчета на верхнем уровне настроек анализа можно указать нелинейное поведение, параметры автоматического контакта и дополнительные общие параметры, такие как параметры когезивного контакта. На главном уровне, уровне подслучая или для отдельного этапа анализа могут быть установлены параметры управления поведением решателя, которые используются для задания типа приращения – фиксированное, адаптивное или по методу длины дуги, а также граничные условия и запросы на вычисление данных. Этапы анализа можно определить по отдельности или создать набор глобальных настроек расчета, на который затем можно будет ссылаться на уровне этапа анализа.

Постпроцессинг

Опция эпюры напряжений SOLID элементов

Если эта опция включена, то значения результатов для линейных и параболических элементов, имеющих общие узлы, не усредняются друг с другом.
Типичный пример того, когда это может произойти, – это создание гибридной сетки, которая переходит от линейных HEXA-элементов к параболическим TETRA-элементам через параболические элементы пирамиды, не имеющих узлов на четырехугольной грани пирамиды.

Кастомизация при помощи API

Объекты AnalysisStep и GlobalStep

Эти новые объекты, связанные с ними свойства и методы были созданы, чтобы программным образом устанавливать опции для MSC Nastran SOL 400 Analysis Steps и Global Step.

Объекты PublishTool и PublishTable

Эти новые объекты и методы используются для вывода преднастроенных HTML и RTF отчетов либо в буфер обмена, либо в файл. Чтобы автоматически связать любое количество объектов PublishTable с конкретным объектом PublishTool, используйте метод UserTable для создания объектов PublishTable.