FEMAP: Пре/постпроцессор

Независимый от САПР пре/постпроцессор от Siemens PLM Software для проведения инженерного анализа методом конечных элементов. Femap является связующим звеном между пользователем и «решателем» — ядром, осуществляющим вычисления в задачах инженерного анализа.

При выборе решения для анализа методом конечных элементов прежде всего следует оценить пре/постпроцессор, так как его работа очень важна для обеспечения быстроты и точности анализа. Инженеры-расчетчики используют пре/постпроцессор для работы с различными файлами данных, разработки разнообразных способов идеализации модели, поддержки одного или нескольких решателей и составления данных и отчетов, отвечающих внутренним и внешним требованиям.

Качество продукта

Команда разработчиков Femap существует уже более 30 лет. Femap регулярно, раз в несколько месяцев, обновляется, предлагая новые функциональные возможности, которые появляются в значительной степени благодаря взаимодействию с клиентами.

Уникальные возможности, реализованные в новейших версиях Femap: 

• ‍команды модификации геометрии Meshing Toolbox, позволяющие в интерактивном режиме менять геометрию вместе с сеткой конечных элементов;
• ‍возможность построения структурированной сетки, удовлетворяющей любым критериям качества; 
• ‍интеллектуальные методы извлечения серединных поверхностей, позволяющие обрабатывать сложные тела переменной толщины; 
• ‍автоматическое определение толщины плоских конечных элементов по CAD геометрии; 
• ‍автоматическая аппроксимация конечными элементами балочных конструкций, начиная с  построения нейтральных линий по CAD модели и заканчивая созданием свойств поперечных сечений;
• ‍восстановление геометрии по импортированным КЭ-моделям;
• возможность оформления графиков внутри Femap и их обработка с интерактивной визуализацией данных на модели; возможности расширенной обработки результатов;
• ‍инструменты Freebody, позволяющие визуализировать внутренние усилия в узлах КЭ;
• ‍таблица данных Data Table, обеспечивающая интерактивное взаимодействие с объектам модели Femap и упрощающая импорт данных в сторонние программы (Excel, Word).

Интерфейс

Ключевые особенности, способствующие удобной и эффективной работе, такие как динамический просмотр, управление цветом, настройка панелей инструментов, различные способы доступа к объектам модели,– всё в пределах интуитивно понятного и удобного интерфейса на основе хорошо знакомой логики Windows. Эффективная рабочая среда минимизирует расходы на обучение и позволяет инженерам сохранять максимальную производительность даже если Femap используется на нерегулярной основе.

Конкурентные преимущества

• Легко настраиваемая, удобная для пользователей система команд и меню в стиле пользовательского интерфейса Windows.
• Расширенная настройка визуализации объектов модели, включая отображение по слоям и группам.
• Возможность быстрого обучения сводит к минимуму затраты времени для достижения требуемой производительности. Как правило, трехдневный подготовительный курс – это все что необходимо инженерам, знакомым с конечно-элементным анализом, чтобы стать специалистами в использовании Femap.
• Уникальные специализированные панели инструментов – такие как дерево проекта Model Info и таблица данных Data Table – предоставляют прямой  доступ к данным моделирования, обеспечивают быстрое создание и редактирование модели и обзор результатов.

Доступ к данным CAD-систем

Femap не зависит от конкретной CAD-системы, что позволяет расчетчикам и инженерам импортировать любые 3D модели из различных систем.

Femap использует ядро моделирования Parasolid® –это обеспечивает прямой доступ к данным Parasolid при моделировании поверхностей и объемных тел, а также предоставляет надежный набор инструментов, необходимых для обработки геометрии любого другого формата.

Добавим, что Femap совместим с программным обеспечением Solid Edge®.

Конкурентные преимущества

• ‍Надежные средства импорта геометрии из CAD-систем.
• ‍Возможность импорта в Femap CAD-данных почти из любой среды моделирования и анализа.
• ‍Разнообразные опции экспорта геометрии.
• ‍Импорт напрямую геометрии из Solid Edge, NX (Unigraphics и I-deas), ProE, CATIA, SolidWorks и AutoCAD.
• ‍Поддержка стандартов обмена данными 3D-моделей Parasolid, ACIS, IGES, STEP, STL.

Используя Femap, мы можем импортировать геометрию любого формата. Это помогает нам быстро перейти от виртуального прототипа конструкции к конечно-элементной модели. Паоло Лаззарини (Paolo Lazzarini), системный инженер, ADS International.

Инструменты для подготовки геометрии

Подготовка геометрии для создания конечно-элементной модели и ее разбиение на КЭ, как правило, занимают большую часть времени решения задач прочности конструкции методом КЭ.

Femap эффективно работает с импортированной геометрией. Набор инструментов Entity Locator позволяют идентифицировать, найти и очистить потенциально проблемные места в CAD-модели.

Кроме того, Femap имеет набор инструментов, позволяющих в интерактивном режиме подготавливать и корректировать геометрию перед разбиением на конечные элементы, включая разделение поверхностей, удаление объектов, слияние кривых и поверхностей.

Femap также поддерживает уникальные возможности, такие как комбинирование геометрии различного типа в единый объект Non-Manifold и автоматическое подавление особенностей геометрии модели.

Конкурентные преимущества

• ‍Интерактивные средства модификации геометрии вместе с сеткой.
• ‍Простая идентификация потенциально проблемной геометрии.
• ‍Эффективные инструменты обработки и очистки геометрии.

Femap – очень полезный и доступный инструмент с оптимальным соотношением “цена/качество”. Он позволяет успешно анализировать тепловые характеристики системы и ее составных частей. Марк Макгиннис, Центр космических полетов имени Годдарда, NASA.

Средства визуализации

При увеличении числа объектов и объема данных конечно-элементной модели первостепенное значение приобретает возможность эффективного управления их отображением и графической визуализацией.

Femap включает в себя обширный набор средств визуализации, которые помогают при работе с геометрией, создании конечно-элементной модели и проверке модели перед анализом.

Новый режим визуализации Roll-Thru обеспечивает возможность динамического просмотра, выбора и редактирования объектов модели, скрытых внешними стенками. Доступная визуализация в цвете и контроль прозрачности объектов повышают эффективность работы с большими сборками.

Конкурентные преимущества

• ‍Отображение модели по слоям и группам.
• ‍Эффективные средства управления визуализацией объектов модели.
• ‍Отображение модели по цветам типов элементов, материалов, свойств и т.д.

Femap прост в освоении и использовании и обеспечивает эффективную работу с многими решателями. Это основной инструмент, который мы используем для создания  сетки и визуализации напряжённо-деформированного состояния конструкции. Виктор Тимаков, ведущий инженер, Инженерный Центр Airbus в России (ИКАР).

Препроцессор

Femap предоставляет широкий спектр инструментов для подготовки геометрии к разбиению на конечные элементы.

Femap позволяет быстро перенести набор объектов из общей модели в новый файл для последующей обработки, например создание серединной поверхности и назначения атрибутов сетки. Данный набор инструментов позволяет оптимизировать работу с крупными сборками, когда из-за графической нагрузки на систему теряется производительность.

Конкурентные преимущества

• ‍Простота назначения в модели материалов, свойств, а также нагрузок и закреплений.
• ‍Методы задания сложных нагрузок на основе уравнений или функциональных зависимостей.
• ‍Возможность задания распределённой по поверхности нагрузки на основе интерполяции данных через интерфейс Data Surface Editor.
• ‍Эффективное извлечение серединной поверхности из твердотельной тонкостенной модели.
• ‍Моделирование балочных конструкций и средства автоматического задания поперечных сечений для балочных элементов.

Femap позволяет за очень короткое время создавать сложные конечно-элементные модели с высоким качеством сетки. Мы используем Femap для расчетов прочности и жесткости элементов конструкции выполненных из различных материалов. Елена Маслова, инженер, АО «ИСС» имени академика М.Ф. Решетнёва».

Построение сетки

Femap имеет эффективные алгоритмы генерации сетки на объемных телах и поверхностях, которые позволяют создавать сетки высокого качества в автоматическом режиме.

Обширный инструментарий Femap позволяет создавать сетки, которые могут быть обновлены и усовершенствованы в интерактивном режиме; одновременно контролируется допустимая конфигурация элементов. Использование этих инструментов делает возможным быстрое и легкое создание рациональных и качественных сеток. Пользовательские панели инструментов Femap позволяют легко модифицировать сетки несколькими щелчками мыши.

Конкурентные преимущества

• ‍Простое создание сетки высокого качества, что обеспечивает точность результатов и минимальную ошибку осреднения.
• ‍Полный контроль над созданием и редактированием сетки.
• ‍Панель инструментов Meshing Toolbox предоставляет интерактивные средства редактирования сеток КЭ.
• ‍Пользовательские панели инструментов позволяют легко изменять сетку как в автоматическом режиме, так и вручную.
• ‍Контроль качества элементов в режиме реального времени.

Простота создания расчетной модели в сочетании с мощным постпроцессором позволили сократить время анализа. Кроме того, легкость в использовании и широкие возможности Femap помогают нашей работе. Райан Симмонс, Глава расчетного отдела, NASA.

Поддержка различных решателей

Одним из основных преимуществ Femap является независимость от решателя. Femap обеспечивает доступ ко всем основным коммерческим решателям.

Femap поддерживает решатель Nastran и тесно интегрирован с ним, включая динамические и нелинейные решения: отклик на случайное воздействие, спектральный анализ, физическую и геометрическую нелинейности при меняющихся во времени нагрузках, и контакт для твердых и деформируемых тел.

Конкурентные преимущества

• ‍Очень высокий уровень интеграции с решателем NX Nastran, что предоставляет пользователям доступ к универсальному и надежному решателю номер один в мире.
• ‍Возможность анализа расширенной нелинейности, теплообмена и течения жидкости. 
• ‍Поддержка доступа к настройкам всех основных коммерческих решателей, осуществляемая базовым модулем Femap.

Мы всегда стремимся пользоваться передовыми решениями, которые позволяют выполнять полный спектр прочностного и термического анализа. С программным обеспечением Siemens [Femap] нам доступны любые виды анализа изделий, связанных с космосом. Николя Этьен (Nicolas Étienne), руководитель механической группы, ABB Bomem.

Постпроцессор

После выполнения анализа Femap предлагает широкий набор инструментов для обработки результатов, который позволяет быстро и точно понять поведение конструкции.

Инструменты постпроцессора включают анимацию модели по времени, динамические изоповерхности и секущие плоскости, векторное отображение внутренних силовых факторов в узлах элементов, а также отчеты в формате Word.

Конкурентные преимущества

• ‍Обширный набор инструментов отображения результатов и вывода отчетов, способствующий быстрому и точному пониманию результатов.
• ‍Обработка результатов анализа – уникальные возможности панели инструментов Data Table.
• ‍Возможность комбинирования результатов различных анализов.
• ‍Панель инструментов Freebody, позволяющая выводить внутренние усилия в узлах элементов в виде векторов.
• ‍Динамические изоповерхности и секущие плоскости.

Практичный набор инструментов Freebody Tools легко позволяет просмотреть внутренние силовые факторы в любом сечении конечно-элементной модели или в месте контакта деталей модели общей сборки, и подтвердить правильность граничных условий и настроек контакта. Алексей Патай,ведущий инженер, ЦЭНКИ НИИСК.

Кастомизация

Femap имеет полнофункциональный интерфейс программирования (API) и средства для записи, редактирования и выполнения определяемых пользователем макросов.Мощный аппарат API обеспечивает полный доступ ко всем функциям Femap и позволяет взаимодействовать с внешними программами.

Кроме того, макросы могут быть использованы для записи отдельных процессов или задач и автоматизировать повторяющиеся задачи.

Конкурентные преимущества

• ‍Полнофункциональная среда прикладного программирования, реализованная внутри пользовательского интерфейса Femap.
• ‍Возможность расширить функциональность Femap, добавляя новые приложения.
• ‍Взаимодействие с внешними программами, такими как Word и Excel.
• ‍Прямой доступ ко всем функциям Femap.
• ‍Программирование с использованием стандартного языка Visual Basic или промышленных стандартных языков программирования – знание специального языка программирования не требуется.
• ‍Возможность записывать, редактировать, отлаживать и выполнять определяемые пользователем макросы непосредственно в интерфейсе Femap.

API действительно экономят нам время, исключая большую часть работы по выполнению анализа. Тимо де Бир (Timo de Beer),главный инженер-конструктор, GustoMSC.

‍