Femap v10.3 What's New · ―Femap 10.3 is a true game changer in the world of meshing complex solid models.‖

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Siemens PLM Software

Femap 10.3新功能介绍及其应用案例

陈永旭

CAE技术顾问

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Femap 发展趋势

Femap 将持续的提供:

一个致力于FEA建模的环境深入和详细功能去精准的建模真实世界的零件和装配客户驱动的功能

Courtesy of Predictive Engineering

Courtesy of Revolution Design

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Femap 10.3关注的焦点和信息

通过改善流程提升效率自动化的几何模型准备和清理第一次就可以划分更好的网格，而不需要手动的几何清理改善自由体受力图的计算和显示

通过学科的延伸增强仿真范围 NX Nastran aeroelasticity 支持静气弹和颤振

通过改善性能加快前处理速度改善强迫响应的性能改善前处理的性能

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Femap 10.3 和10.3.1

Agenda – 核心内容

几何模型的自动准备和清理

支持NX Nastran 气动弹性分析

提升改善了自由体受力图的计算和显示

综合性能的改善

Nastran 广泛性功能支持

客户驱动的增强功能

10.3.1的更新总结

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自动化的几何模型准备几何和网格的考虑

问题几何体 CAE用户获得的CAD模型通常有一些几何缺陷对于CAD用户来说，这些缺陷不会造成问题，但是对于有限元软件的网格划分来说会引起一些问题。这些缺陷将影响网格和单元的质量以及求解精度典型的问题包括：细条面短边窄长区域邻近的几何点内部空腔在模型被分网前，这些缺陷的几何体必须被锁定并修复手动的几何清理将花费太多的精力和时间

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太多的细节特征对于有限元分析来说，CAD模型通常包含了太多的细节特征细小特征对于分析来说并不是很重要分网前应该被清理掉

解决方案 Femap’s 自动几何准备功能大部分的减少了，甚至在个别模型中完全不需要了那些手动的合并，抑制和分割的几何体工作。

自动化的几何模型准备几何和网格的考虑

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自动化的几何模型准备

自动清理允许：更容易的划分复杂而有缺陷的3D几何模型容易移除那些不必要的细节特征几何准备的自动化执行功能包括了：合并曲面和曲线抑制短边和小面在关键部位划分曲面用户定义公差来控制几何模型的更改范围

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准备几何模型和网格尺寸的公差将作用在几何模型特征的移除/抑制和网格尺寸指定内部空洞的查找和移除有更多的几何准备和网格尺寸选项

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全面地控制了模型简化的程度 ID组的事例将被忽略加载和约束的事例将被忽略设定最大的尺寸和角度基于几何准备的公差识别一些独立的操作将被包含在清理的流程中

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带来的收益显著的节约了FEM模型的建立时间易用性可以在第一次更容易的创建实体单元模型并划分良好的网格与交互式的网格工具箱合并，协调和增强了网格能力

Serial vs. Interactive Workflows

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带来的收益 (cont.)

更精准的FE模型移除带有缺陷的几何体将提升单元的质量用户控制确保这里不会出现意外的和不明的模型过度简化 Femap确保不会失去加载和边界条件数据

Sliver surfaces

present

Geometry healed

automatically

Model meshes first

time

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―The new automatic geometry

preparation feature in Femap

10.3 takes complex geometry

that would have been

impossible to mesh in most

commercial software and

meshes it with just a few clicks.‖

―In fact, our average speed for

meshing a typical casting

model is nearly 50 times faster with this latest release. ―

―Femap 10.3 is a true game changer in the world of meshing complex

solid models.‖George Laird, Principal Mechanical Engineer

and Owner, Predictive Engineering

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气动弹性分析NX Nastran 模块

气动弹性分析仿真在气流内的模型的结构从一个气动模型中获得载荷和阻尼来计算在这些载荷下的结构变化对于NX Nastran and Femap with NX Nastran是附加模块

气动弹性分析在很多设计中需要考虑航天：飞机，直升机，导弹交通工具：F1赛车，高铁土木建筑：跨海大桥，高层建筑

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NX Nastran气动弹性分析分析类型

静气弹——结构应力来自于气动载荷和控制面 (SOL144)

输入基本的飞行特征参数；攻角，转动速度，失速速度等。NX Nastran计算并接受近似的气动载荷作用在结构模型上

动气弹——颤振分析(SOL145)

潜在的不稳定和破坏性的振动气动力和固有频率的相互影响产生共振运动

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气动弹性分析Femap 用户界面支持

气动面/体：包含了升力气动面和体Aero panel – CAERO1

Aero body – CAERO2

面属性：定义形状和定义交界面 Aero panel – PAERO1

Aero body – PAERO2

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气动弹性分析Femap 用户界面支持

插值线：在结构点和气动界面间插值 Surface spline – SPLINE1

Beam spline – SPLINE2

控制面 AESURF and AELIST

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气动弹性分析事例显示控制

Overall visibility control of entities and labels

View / Visibility – Entity/Label tab

Aeroelasticity toolbar

Visibility of individual panels and bodies

View / Visibility – Aero Panel / Body

Model Info – Aero Model – Panels / Bodies

Visibility of individual Aero Splines and

Control Surfaces

View / Visibility – Aero Spline / Control Surface

Model Info – Aero Model – Splines

Model Info – Aero Model – Control Surfaces

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气动弹性分析分析控制

气动载荷数据AEROx, MKAEROx

修正参数

颤振参数FLUTTER, FLFACT

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气动弹性分析优势

易用性 Femap 界面支持用户更快捷的创建气弹模型节省时间前处理和创建模型更快提高精准性可视化的气弹模型减少了模型的错误

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气动弹性分析

―I’ve worked with several Nastran aeroelasticity pre-processors and

based on my experience, Femap 10.3 is clearly the best.‖

Eric Martin, Project Engineer, ATA Engineering, Inc.

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Femap 10.3

性能提升

强制动态响应–更好的性能在处理广频内的大模型响应问题上

前处理改善事例编辑网格工具箱模型信息树有面网的实体模型进行实体网格划分

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NX Nastran 8

单元增强

平面应力/应变单元之前的平面应力和应变单元是通过标准的壳单元的选项来实现的。

能力提升:新的平面应力单元CPLSTS 和平面应变单元 CPLSTN现在可以被用于所有的线性结构分析——要求使PPLANE 物理属性的定义 2D 边牵引力载荷PLOADE1加载到平面应力和应变单元上

收益: 快捷的创建 2D 实体模型

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NX Nastran 8

单元增强

材料非线性求解106 and 129之前实体单元在非线性静态和动态分析中被限制一些支持材料非线性的功能增强：二次的HEXA和PENTA 单元支持弹塑性材料收益：消除了实体模型的限制在SOLs 106 and 129

ElementNumber of

Grids

Geometric Nonlinear

Conditions

Material Nonlinear Conditions

Plasticity, Nonlinear

Elastic, CreepHyperelasticity

CHEXA8 X X X

9 – 20 X X (new) X

CTETRA4 X X X

5 – 10 X X X

CPENTA6 X X X

7 – 15 X X (new) X

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NX Nastran 8

单元增强

非线性分析的全应变输出之前对于SOL 106 (nonlinear static) 和SOL 129 (nonlinear transient) 应变输出仅限于结构应变

增强：应变值现在是全应变值全应变= 结构应变+ 热应变可以被关闭SYSTEM(500)=1

收益对于非线性分析有了和其他求解器一直的应变结果

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NX Nastran 8

接触算法增强

线性接触增强：支持自动惯性释放算法支持自动静凝聚 (PARAM, CNTASET)大模型的求解性能改善收益接触可以被用于施加到自由模型结构上

粘接连接增强:粘接牵引力输出 (BGRESULTS)改善了很小距离的连接面的计算精准性较大数量的单元接触面模型的求解性能改善收益接触面间的载荷力可以被表达

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NX Nastran 8

高级非线性的增强

增强了材料和载荷新的粘弹性材料模型 MATHEV 来定义超弹性材料的粘弹性影响 MATVE and TABVE来定义非超弹性材料的粘弹性影响 MATHEM 来定义Mullins 对超弹性材料的影响– 刚度随载荷频率而改变合并蠕变和弹塑性应变

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Femap 10.3

客户驱动的增强

弹簧/阻尼单元的更新单元创建界面更新显示出CBUSH or ―Other‖

新的单元符号对于CBUSH and ―Other‖

收益容易使用和辨别CBUSH单元

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Femap 10.3


实体几何的压入多个几何体可以被压入到一个基础几何体内收益容易编辑多体的几何模型

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Femap 10.3


新的视角模式将视角一致到所选择的面方向上将视角一致到所选择面的法线方向上收益容易一致性和定位视角



Femap 10.3.1 What’s New

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Femap 10.3.1

事例可视化显示/隐藏的控制

点击一下就可以切换显示和隐藏事例更快更容易的控制显示和隐藏事例

Single click to reverse entity display

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Femap 10.3.1


显示可视化对话框标签: Geometry, Coord Sys,

Material, Property, Aero spline /

control surface, Layer

模型树显示对话框: Coordinate

Systems, Geometry, Regions,

Connectors, Aero Model,

Elements, Materials, Properties,

Layers

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Femap 10.3.1


选择工具箱右键子菜单 Appears (graphics area right-click or

shift key + right-click) when any of the

following are active

Solid, Region, Connector, CSys,

Material, Property

Show / hide visibility control

Selected entities

All entities

Reverse display

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Femap 10.3.1

选择工具组功能

添加，移除或者包括事例到任意的组中，而不是限制在那些激活的组中更容易更快捷的对组进行修改和创建

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Femap 10.3.1

合并节点——仅移动

那些在重合节点误差内的节点仅仅被移动到合并的位置上，而不是合并 Higher ID to lower

Lower ID to higher

Both to the mid point

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Femap 10.3.1

事例的随机颜色

在修改颜色对话框中的随机按钮包含属性和材料的几何和有限元模型一致的ID (including bands of IDs), 事例类型, 或组

Random entity color assignment – banded element IDs

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Femap 10.3.1

事例云图，准值图和直方图

view / Advanced Post / Contour Model Data 功能创建云图，准值图和直方图绘制基于事例ID的视图单元，材料，属性可视化的检查ID位置和模型的组织模式

Element ID criteria plot

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Femap 10.3.1

网格划分更新

Custom Mesh Spacing Along Curve

对话框删除所有按钮

对与网格Copy/ Radial Copy/ Scale/

Rotate/Reflect属性选择选项匹配原始缺省参考现有的属性创建新的属性

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Femap 10.3.1

NX Nastran

NX Nastran

NX Nastran 8.1 is included in Femap with NX Nastran bundle

Documents

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