Femap:Soluzioni di analisi a elementi finiti di livello assolutoin ambiente Windows

Lo sviluppo di prodotti che rispettano severi criteri di qualità e garantiscono prestazioni di alto livello non è casuale. Femap®

e NX™ Nastran, entrambi applicazioni di Siemens, eliminano qualsiasiincertezza e approssimazione nel processo di sviluppo prodotto graziea una suite completa di soluzioni evolute per la simulazione digitale.

www.siemens.com/plm/femapSiemens PLM Software

Immagini di copertina e pagina 4 per gentile concessione di Cideon EngineeringGmbH, Quartus Engineering e Predictive Engineering.

I benefici per l'azienda

Introduzione più rapida sul mercato di prodotti innovativi

Costi minori grazie alla riduzione di:• prototipi fisici • modifiche di progetto• interventi in garanzia

Migliore qualità del prodotto

Femap non è solo un investimento sicuro per chi cerca la perfezionenell'uso delle tecnologie di analisi a elementi finiti: è lo strumento giustoper conseguire gli obiettivi aziendali.

Perché la simulazionedigitaleLa pressione su riduzione di costi e miglioramento dellaqualità ha portato a uncrescente utilizzo dellasimulazione digitale nell’ambitodell’intero ciclo di vita delprodotto.

La scelta degli strumenti adatti èfondamentale per ottenere tuttii vantaggi della simulazionedigitale.

Perché Siemens PLMSoftware?Siemens aiuta le aziendemanifatturiere a sviluppare, findall'inizio, la tipologia di prodottocorretta grazie a una gammacompleta di strumenti disimulazione, validazione eottimizzazione.

Qualità di prodotto con meno prototipiCon la simulazione digitale diSiemens le aziende sono ingrado di modellare e analizzareaccuratamente e rapidamente lecaratteristiche delle prestazionidel prodotto riducendo, alcontempo, i prototipi fisici.

Le applicazioni Siemens disimulazione del prodottoincludono la simulazionedinamica, l'analisi lineare, lavalutazione delle prestazioni alivello di sistema e l’analisi dirisposta in frequenza, la durata afatica, la fluidodinamica emultifisica per una simulazionecompleta affidabile delleprestazioni funzionali.

Perché FemapFemap è un ambiente di analisiingegneristica evoluto.Economico, neutrale rispetto atutti i sistemi CAD e ai solutori,è considerato l'ambiente dianalisi strutturale più diffuso almondo tra gli utenti Nastran. È ampiamenteutilizzato da aziende econsulenti di primo piano alivello mondiale per modellareprodotti, sistemi e processi complessi, comesatelliti, aeromobili, mezzi didifesa, automobili, dispositivielettronici, macchine pesanti perl’edilizia, gru di sollevamento,imbarcazioni e attrezzature di processo.

Femap e NX Nastran sonointegrati e possono essereacquistati insieme come un’unicasoluzione. Inoltre, la compatibilitàcon tutti i solutori dimostra lapotenza e il valore di Femapcome strumento chiave dianalisi.

Femap è indipendente dal CAD eal contempo sfrutta il kernel dimodellazione software SiemensParasolid® che consente l'accessodiretto ai dati Parasolid per lamodellazione di superficie e solidaoltre a fornire gli strumenti digeometria avanzata necessari peraccedere alle geometrie nonParasolid.

Dalla modellazione avanzata deglielementi trave all’estrazione dellesuperfici medie, dalle mesh aelementi esaedriciall’importazione e semplificazioneaffidabile di oggetti CAD diconsolidata efficacia, Femap offreun controllo del modello e unaflessibilità senza confronti con unavasta gamma di carichi, materiali,tipologie di analisi e opzioni divisualizzazione.

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Prestazioni e semplicità d’uso nell’analisi a elementi finiti

La moderna interfaccia utente nativa per Windowsoffre un ambiente di analisi flessibile epersonalizzabile per applicativi strutturali, termici,CFD e applicazioni sviluppate ad-hoc.

Per gentile concessione di Eurocopter Germany GmbH.

Femap è riconosciuto in tutto il mondo come il più diffuso strumento di analisi a elementi finiti (FEA) indipendente dal CAD e pre- e post-processore nativo per Windows con funzioni di analisi ingegneristicaevoluta. Offre a progettisti e analisti una soluzione di modellazioneFEA in grado di gestire anche le operazioni più complesse in modosemplice, accurato ed economico.

Femap è sinonimo di potenza e semplicità da oltre 20 anni,caratteristiche ulteriormente migliorate con la nuova interfacciautente grafica compatibile con Windows, studiata per ottimizzare iprocessi di lavoro, accedere a tutte le funzionalità Femap esemplificare il processo di creazione di un modello di simulazioneaccurato e rappresentativo.

I progettisti hanno bisogno di applicazioni che oltre ad essereeconomiche e di facile utilizzo abbiano la potenza necessaria per modellare anche i progetti più ostici. Femap offre proprioquesto: modellazione FEA e alte prestazioni a costi accessibili sul desktop di progettazione con la facilità di utilizzo dell'ambiente Windows.

I vantaggi dell'interfaccia utente di Femap nativa per Windows includono:

• Diversi modelli di analisi durante la stessa sessione di lavoro, utilizzo di più viste per ogni modello

• “Copia e incolla” da un modello all'altro

• Facilità di manipolazione dei dati del modello, gestione degli assiemi,impostazione e risultati dell'analisi grazie all’albero di informazioni del modello

• Revisione e modifica dei dati del modello Femap tramite l’entityeditor, copia e incolla d’informazioni tra diversi applicativi Windows

• Facilità d’uso della tabella dati per ordinare, raggruppare emodificare i dati utilizzando apposite griglie di calcolo

• Selezione delle entità Femap dal livello superiore dell'interfaccia,grazie all'interfaccia con barra strumenti completamentepersonalizzabile

• Sfruttamento dei vantaggi di un'implementazione nativa perWindows. Femap offre un set completo di barre strumenticompletamente personalizzabili

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CAE potente ed economicoFemap è disponibile all'interno del software Solid Edge®, standalone o insieme a NX Nastran, con moduli aggiuntivi che formano una suite di soluzioni potenti, consolidate e convenienti per le aziende che hanno diverse esigenze di analisi. Offrendo ai propri team di analisi e progettazione strumenti CAE evoluti, le aziende consentono ai propri progettisti di concentrarsi sull'ottimizzazione delle prestazioni e dell'affidabilità dei prodotti semplificando al contempo il processo di sviluppo dei prodotti.

Solid Edge Simulation Solid Edge Simulation è una soluzione di simulazione incapsulata nelsistema 3D CAD Solid Edge che offre una procedura guidata perl’analisi dei componenti in lamiera, solidi e assiemi. Solid EdgeSimulation unisce le capacità di meshing di Femap con la consolidata ecollaudata tecnologia del solutore NX Nastran. Grazie a Solid EdgeSimulation i progettisti, saranno in grado di determinare rapidamentee facilmente se il componente o l’assieme in fase di progettazionedisporrà dei necessari requisiti di resistenza, risposta alle vibrazioni obuckling, rimanendo all’interno dell’ambiente Solid Edge. Inoltre, SolidEdge sfrutta la tecnologia sincrona insieme alI’associatività dei modelliCAD per velocizzare l’implementazione di eventuali rifiniture eaggiornamenti al modello dopo l’analisi.

Femap con NX NastranIl pacchetto comprensivo di Femap e NX Nastran integraperfettamente la funzionalità avanzata del pre- e post-processoreFemap nativo di Windows con il potente solutore NX Nastran.Femap con NX Nastran consente ai progettisti una maggioreprofondità analitica in grado di risolvere complessi problemi diprogettazione in modo facile ed efficiente.

Moduli NX Nastran aggiuntiviAlcuni moduli aggiuntivi offrono funzionalità avanzate di NX Nastran per le analisi più complesse.

Soluzioni consolidateGrazie a oltre 20 anni di esperienza e di integrazione, Femap con NX Nastran è in grado di offrire una soluzione che permettel'accesso diretto dal desktop di progettazione Windows alla suiteNastran più completa oggi disponibile sul mercato.

Le licenze flessibili e combinabili, insieme alla filosofia dei prezzi del"giusto valore" di Siemens, offrono a tutti gli utenti una serie distrumenti di analisi strutturale che permettono un accesso allefunzionalità più avanzate di Nastran a un basso costo di gestione.

Soluzioni scalabili

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Indipendente dal CAD

Ingegnerizzazione in ambiente WindowsFemap offre un livello di funzionalità che in genere si trova solamentenegli applicativi più costosi. Grazie a potenti strumenti che facilitanotutti gli aspetti della creazione, della gestione e revisione di unmodello di analisi strutturale, Femap è la scelta naturale per unambiente di analisi completo indipendente dal CAD.

Femap offre valore e prestazioni eccezionali che non si limitano ai datidigitali delle geometrie. Sarà, infatti, molto apprezzato da tutti i clientiche lavorano su dati di modello a elementi finiti puri. Come soluzionedi pre- e post-processore di dettaglio degli elementi finiti, Femap offreuna vasta gamma di lettori di modelli FEA capaci di importarerapidamente i modelli esistenti da molti solutori FEA. La funzionalitàavanzata facilita quindi la manipolazione dei dati degli elementi finiti alivello di nodi e di elementi.

Come risultato finale, Femap permette di creare rapidamente modelliche forniscono una previsione accurata delle prestazioni strutturali,dinamiche e termiche dei singoli componenti, assiemi o sistemicomplessi.

Indipendente dal CADFemap offre un accesso uniforme alla geometria con i principalisistemi CAD come Pro/Engineer, Catia, NX, NX I-deas®, Solid Edge,AutoCAD e SolidWorks. Basato sul motore geometrico standard dimercato Parasolid, Femap offre una vasta gamma di strumenticompleti per la creazione di geometrie quali curve wireframestandard, modellazione di superfici e di solidi. Femap integra potentifunzionalità di svuotamento, raccordo, operazioni Booleane e loft disuperfici che lo rendono estremamente efficiente nella creazione digeometrie per l'analisi.

Mesh migliori e più veloci che maiGrazie alle elevate prestazioni di creazione automatica di meshtetraedriche solide e quad-dominant di superficie, Femap crea meshrapide e accurate in modo semplice e affidabile. È possibile inoltredisporre di un controllo completo e utilizzare Femap in modointerattivo per la manipolazione della mesh o della geometria originaria,visualizzando nel contempo il feedback sulla qualità degli elementi intempo reale.

La geometria corretta per l'analisiI progettisti incontrano spesso geometrie che non sono ideali per ladefinizione di modelli di analisi. Femap fornisce strumenti di creazionee modifica della geometria per curve, superfici e solidi, soppressionedi feature ed estrazione delle superfici medie. È possibile suddividere ecollegare automaticamente i solidi per rappresentare materiali diversiper la generazione semiautomatica di mesh ad esaedri. I progettistipossono combinare più superfici per migliorare le aree di mesh eottenere una migliore qualità degli elementi.

Gestione automatica degli assiemiFemap è in grado di rilevare in modo automatico i componenti di unassieme in contatto tra di loro. Il metodo di connessione, sia perincollaggio sia per contatto (lineare o non lineare) avviene in modosemplice attraverso una rapida configurazione dei modelli.

Visualizzazione di più viste dello stesso modello Femap e/o di piùmodelli nella stessa sessione di lavoro.

Modello di assieme.

“Il valore reale della simulazione del settoreaerospaziale consiste nel fatto che senza, non sarebbepossibile fare ciò che facciamo quotidianamente.Progetti che normalmente richiedevano cinque anni,oggi vengono completati in uno o due."

Chris FlaniganQuartus Engineering

VA LORE COMPROVATO

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Integrazione delle tecnologie di analisiLe aziende leader riconoscono che raramente una sola tecnologia di analisi è in grado di soddisfare tutte le esigenze. Integrando piùtecnologie di analisi in un unico ambiente di modellazione evisualizzazione con Femap, è possibile prendere decisioni migliori e in tempi più brevi.

Gestione dei set di analisiLa gestione dei set di analisi di Femap consente di salvare i dati diconfigurazione del solutore insieme ai modelli, in modo che nonoccorra inserire informazioni in più finestre di dialogo ogni volta cheoccorre modificare il modello e creare un nuovo file di input perl’analisi. I set possono anche essere salvati in una libreria da utilizzareper altri modelli.

Supporto di più solutoriFemap fornisce un supporto evoluto e di qualità elevata per i solutoristandard del settore, compresi i noti e consolidati NX Nastran,MSC/MD Nastran, Abaqus, Ansys, MSC.Marc, LS-DYNA, SINDA eTMG. Grazie a Femap è possibile riutilizzare e integrare i modelli dianalisi partendo da dati esistenti oppure forniti da clienti e fornitori.La libreria di elementi completa di Femap, con il supporto completodi definizioni fisiche e di materiali, utilizza al meglio le funzionalitàavanzate di questi solutori, tra cui spiccano applicativi non lineari perdinamica, geometria e materiali.

I più importanti fornitori di soluzioni di terze parti utilizzano Femapper eseguire evolute analisi fluidodinamiche, modellazione del terreno,analisi termiche e simulazioni elettromagnetiche.

Accesso semplice alla DocumentazioneHTML - PDF e alla Guida in linea.

Per gentile concessione di Cideon Engineering GmbH.

Indipendenza dal solutore

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Per gentile concessione di KIC Holdings Inc.

Personalizzazione totale

Ambiente di programmazione integratoOltre ai file di programma macro, Femap offre un completo ambientedi sviluppo BASIC, in una finestra separata. Direttamentedall'interfaccia utente di Femap, è possibile accedere alle API orientateagli oggetti OLE/COM che offrono l'accesso diretto a tutti gli oggettie le funzionalità Femap. Il motore BASIC è completamentecompatibile con gli standard OLE/COM e in grado di interfacciarsicon Femap così come con qualunque programma compatibile conOLE/COM come Word o Excel. È possibile creare programmipersonalizzati per l'automazione delle operazioni ripetitive, modelli diricerca o report dei risultati, oppure, è possibile creare reportpersonalizzati che permettano di trasferire le informazioni versoWord o Excel.

Altri programmi di utilità vengono forniti con Femap attraverso unalibreria in continua espansione: sono disponibili nelle barre strumentipersonalizzati dell'interfaccia utente.

Queste potenti capacità di personalizzazione consentono l'accessocompleto a tutte le funzionalità di Femap tramite linguaggi diprogrammazione non esclusivi ed è grazie ad esse che Femap rimanel'ambiente indipendente di punta di progettazione aperta.

File di programmi macroOltre alle funzionalità di programmazione API, Femap offre lapossibilità di creare un file di programma nella propria finestra. Èpossibile registrare, modificare, eseguire il debug e riprodurre macrodefinite dall'utente. Il tutto all'interno dell'interfaccia Femap. Adesempio, è possibile creare, attraverso una procedura semplice ediretta, delle macro per automatizzare operazioni ripetitive dimodellazione. Le macro, una volta create, possono essere aggiunte a qualunque barra strumenti di Femap, fornendo strumenti diautomazione potenti, facili da creare, distribuire e utilizzare.

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Femap con NX NastranIn molti casi, questo è tutto ciò cheoccorre. Il pacchetto integra funzionalità di statica lineare, analisi modale, analisid’instabilità ai carichi di punta, estrazione dimodelli, saldatura a punti, conducibilitàtermica stazionaria o transitoria,progettazione non lineare di base,sensibilità del progetto e nessun limitedimensionale dei problemi.

Risposta dinamicaConsente la valutazione delle prestazionidel prodotto sia nel dominio del tempo sia della frequenza.

SuperelementiPossibilità di risoluzione di modelli aelementi finiti molto grandi e complessisotto forma di strutture più piccoledenominate superelementi.

DMAPFunzionalità di programmazione checonsentono di espandere NX Nastran esupportare applicazioni personalizzate.

OttimizzazioneAutomazione del processo iterativo di ottimizzazione delle prestazioni del prodotto.

Dinamica degli elementi rotantiPrevisione della risposta dinamica deisistemi rotanti come alberi motore,turbine e propulsori, per determinare le velocità critiche dell'albero motore.

Progettazione non lineare avanzataGrandi deformazioni; materiali non lineari;carichi variabili nel tempo; contattodeformabile e rigido. Integrazione ditempo non lineare esplicita per l'analisi di impatto.

Toolkit di analisi strutturaleRiduzione dei tempi di post-processingtramite l'organizzazione dei dati deirisultati e il calcolo delle quantità deirisultati aggiuntivi.

Flexible solution configurations

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Per gentile concessione di Manitowoc Cranes.

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Capacità di analisi NX Nastran disponibili per Femap

Femap con NX Nastran

Estensioni delle analisi

* Femap con NX Nastran è un prerequisito per tutti i moduli aggiuntivi avanzati.Per i singoli dati dei prodotti, con descrizione dettagliata delle funzionalità disponibili in ognuno dei moduli NX Nastran,visitare il sito Web Per i singoli fogli dati dei prodotti, con descrizione dettagliata delle funzionalità disponibili in ognuno deimoduli NX Nastran, visitare il sito Web www.siemens.com/plm/femap

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Capacità di analisi di base

Analisi statica lineare

Analisi modale

Analisi d’instabilità ai carichi di punta

Analisi di conducibilità termica(condizione stazionaria o transitoria)

Analisi non lineare di base

Connettori ed elementi di saldatura

Contatto lineare

Connessione per incollaggio

Pre-carichi bullone

Capacità di analisi evolute*

Modulo di analisi della risposta dinamica

Modulo di analisi non lineare avanzata

Modulo di analisi dei superelementi

DMAP (Direct Matrix AbstractionProgramming, Programmazionedell'astrazione di matrice diretta)

Modulo di ottimizzazione progetto

Dinamica degli elementi rotanti •

Per gentile concessione diPredictive Engineering Inc.

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Femap Thermal Femap Thermal comprende le capacità di analisitermica in condizioni stazionarie e transitorienecessarie per risolvere i problemi di progettazionepiù comuni. Le funzionalità comprendono lamodellazione di conduzione, convezione, radiazione e variazione di fase. Femap Thermal offre una serie di condizioni al contorno e di controlli del solutore,nonché un potente strumento di modellazionetermica per gli assiemi. Questa funzionalità diaccoppiamento termico consente agli utenti di crearepercorsi per il flusso del calore tra le parti in assiemicomplessi di grandi dimensioni.

Femap Advanced ThermalFemap Advanced Thermal aggiunge molte capacità di modellazione del flusso termico e dei fluidi alpacchetto Femap Thermal. Ad esempio, lamodellazione del flusso dei condotti per fluidi includeanalisi combinate di convezione e flusso di fluidi. Un set completo di strumenti per la modellazioneavanzata della radiazione e delle navi spaziali include il riscaldamento solare e orbitale, modellazione evisualizzazione dell'orbita, riflessi speculari contracciatura dei raggi e strutture di articolazione.

Femap Advanced Thermal comprende inoltrefunzionalità di risoluzione avanzate come subroutineutente personalizzate, semplificazione del modello,sottostrutturazione e interfacce per norme termicheindustriali.

Femap FlowFemap Flow offre una soluzione di analisifluidodinamica, completamente integrata in Femap.Utilizzato insieme a Femap AdvancedThermal, consente di risolvere unavasta gamma di problemi multifisicilegati al flusso dei fluidi e allaconducibilità termica. È possibilemodellare flussi comprimibili a bassa ealta velocità. Il solutore Femap Flow utilizzaun elemento efficiente e robusto con griglie dicalcolo a volumi finiti basate su elementi, checalcola velocità, temperatura e pressione del fluido3D in condizioni stazionarie e transitorie.

È possibile modellare il flusso forzato, la convezionenaturale e i fluidi composti con più ingressi, uscite e condizioni di limite di flusso interno. Per leapplicazioni di raffreddamento di apparecchiatureelettroniche, il pacchetto consente la facilemodellazione di curve di ventilatori, resistenze di ingresso e uscita, così come la convezione da strutture sottili. Per i requisiti dimodellazione del flusso di fluidi piùavanzata, sono inoltre disponibili modellidi sistemi rotanti, pareti mobili, modelli di turbolenza dei fluidi, umidità e altrecaratteristiche.

Solutori multifisici integrati per Femap

Immagini per gentile concessione di Quartus Engineering Inc., Ruhrpumpen GmbH, Evektor Aerotechnik,Columbia Helicopters Inc.

Le applicazioni di simulazione digitale di Siemensfanno parte di un più ampio portafoglio checonsente ai team di sviluppo di affermarsi nelleaziende produttrici più importanti e in migliaia diaziende più piccole. Il valore delle soluzionidipende dalla loro scalabilità, dalla capacità direndere disponibile il software giusto alle personegiuste, che possono sfruttare il lavoro di un teamdi sviluppo più ampio.

In tutti i prodotti del suo portafoglio, Siemenssfrutta le funzionalità chiave che aiutano le aziendea conseguire i propri obiettivi di riduzione deglisprechi, miglioramento della qualità, riduzione deitempi di ciclo e miglioramento dell’innovazione diprodotto. Queste caratteristiche unichefavoriscono direttamente le attività dei processiaziendali mirate alla trasformazione dello sviluppodei prodotti.

Ambiente di sviluppo gestitoPiena integrazione e gestione sincronizzata di tuttii dati di prodotto e delle conoscenze di processoper trasformare lo sviluppo prodotto grazie a unambiente collaborativo strutturato.

Soluzione unificata di sviluppo prodottoIntegrazione totale degli applicativi per diffondererapidamente le modifiche di prodotto e delleinformazioni del processo, sostituendo le soluzioniisolate con un sistema di sviluppo unificato cheparte dal concetto e arriva alla produzione.

Automazione guidata dalla conoscenzaApplicazione della conoscenza di prodotto eprocesso a tutti gli elementi dello sviluppoprodotto per automatizzare i processi eottimizzare il riutilizzo.

Simulazione, validazione e ottimizzazioneStrumenti completi di validazione e simulazioneper controllare automaticamente le prestazioni ela fabbricabilità in ogni fase del processo disviluppo e assicurare una validazione continua,ripetibile e a circuito chiuso.

Modellazione basata su sistemiProcedure standardizzate di progettazione conmodelli concettuali strutturati per consentire lacreazione rapida di varianti, trasformando losviluppo da una progettazione basata suicomponenti a un approccio ingegneristico di sistema.

Il vantaggio di Siemens PLM Software

Siemens PLM Software

Americhe

800 807 2200Fax 314 264 8922

www.siemens.it/plm

Asia-Pacifico

852 2230 3308Fax 852 2230 3210

Italia

Via G. Crespi20134 Milano800 034 417Fax 02 2640618

Europa

44 (0) 1202 243455Fax 44 (0) 1202 243465

Siemens PLM Software, una business unit della divisioneIndustry Automation di Siemens, è leader nella fornitura di software e servizi per la gestione del ciclo di vita deiprodotti (PLM), con circa sei milioni di licenze e 56.000clienti in tutto il mondo. Con sede centrale a Plano, inTexas, Siemens PLM Software offre soluzioni aperte chepermettono alle aziende di trasformare più idee in prodottidi successo. Per maggiori informazioni sui prodotti e i servizi di Siemens PLM Software, visitate il sitowww.siemens.it/plm.

Siemens PLM Software

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