Introduzione All Analisi Fem

5/14/2018 Introduzione All Analisi Fem - slidepdf.com

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Introduzioneall’AnalisiFEM

L’analisi agli Elementi Finiti è adatta alle mie esigenze?

Se stai pensando all'analisi strutturale con il Metodo degli Elementi Finiti (FEM) per la prima volta, questa guida è statapensata per farti familiarizzare velocemente con le basi di questa tecnologia e aiutarti a valutare il tipo di software di cu

avrai bisogno per lo sviluppo dei tuoi progetti strutturali.

Il nostro obiettivo è quello di risparmiarti le complessità teoriche di questo metodo, ma di dotarti comunque dei

fondamenti di cui hai bisogno per scegliere consapevolmente il tuo software FEM. Grazie a questa guida riuscirai a valu

criticamente il software disponibile sul mercato e determinare un percorso adatto alle tue necessità progettuali, il tuo l

tecnico, il tuo budget ed i tuoi obiettivi di business.

Figura 1: Analisi della distribuzione di stress nelle ossa di un cranio, coperto da tessuti cutanei, e da una maschera per protezione nasale

sottoposta ad una pressione distribuita. L'immagine è stata creata usando NEi Nastran e Femap, per gentile concessione di Renato Archer

Information Technology Center.




Come si risolve un problema ingegneristico?

Storicamente, gli ingegneri hanno sviluppato numerosi

metodi per affrontare problemi complessi. Questi si

dividono essenzialmente in incluso metodi classici e

metodi numerici. Tra i metodi classici a loro volta si

distinguono due approcci: le soluzioni in forma chiusa

ovvero formule analitiche come quelle descritte in testi

come il “Roark’s Formulas for Stress and Strain”, e

soluzioni approssimate utilizzando tecniche disovrapposizione, soluzioni in serie, ...

―Se sei in grado di risolvere il tuo problema

usando una soluzione in forma chiusa ed un

metodo classico, probabilmente è il miglior

modo di farlo!‖

Come si risolve un problema ingegneristico

complesso?

Quando un problema diventa troppo complesso per

essere risolto con una soluzione in forma chiusa, la

questione diventa “Qual è il miglior approccio per

risolvere il problema?”.

Un approccio molto diffuso è quello di approssimare la

struttura ad una forma base, come una trave o un guscio,

e risolverlo con una soluzione in forma chiusa.

Un altro approccio è quello di affrontare il problema

complesso dividendolo in tanti problemi semplici.

Successivamente la soluzione di questi problemi semplici

viene assemblata nella soluzione finale.

Un esempio di questo metodo può essere riscontrato

negli sforzi, compiuti nella storia, per calcolareπ, un

numero costante, irrazionale e trascendente (definito

come l'area di un cerchio di raggio 1). Per secoli i

matematici hanno spezzato dischi circolari in triangoli

sempre più piccoli per trovare un valore sempre più

accurato diπ.

L'analisi agli elementi finiti approccia problemi complessi

in maniera analoga. Un problema complesso è diviso in

molti problemi semplici e per arrivare alla soluzione si

utilizzano metodi numerici.

Figura 2: “Dividendo il disco” un ingegnere può risolvere un

elevato numero di problemi semplici, sommare tutte le soluzioni e

dare la risposta al problema complesso.

Cos’è l’Analisi agli Elementi Finiti? L’Analisi agli Elementi Finiti è uno dei diversi metodi

numerici che possono essere usati per risolvere prob

complessi, ed oggi è diventato il metodo principale p

l’analisi strutturale. Come indica il nome, esso scomp

un problema complesso in un numero finito di proble

semplici.

Nella realtà una struttura continua possiede un nume

infinito di problemi semplici, ma l’analisi agli element

finiti approssima il comportamento di una struttura

continua tramite la discretizzazione in “elementi finit

analizzando un numero finito di problemi semplici.Og

elemento in un’analisi agli elementi finiti è uno di qu

problemi semplici. Ogni elemento in un modello agli

elementi finiti possiede un numero finito di nodi che

definiscono il contorno dell’elemento al quale è poss

applicare i carichi ed i vincoli. Più fine è la discretizza

(mesh), maggiore è il numero di nodi ed elementi e p

fedelmente si riesce a rappresentare la geometria de

struttura, l’applicazione dei carichi, nonché i gradientstress e strain. C’è un compromesso con il quale

convivere: maggiore è il numero di nodi ed elementi

modello, maggiore è la potenza di calcolo necessaria

risolvere il problema complesso.

―L’analisi agli elementi finiti approssima il

comportamento di una struttura continua

analizzando un numero finito di problemi

semplici.‖

Figura 3: Esempio di un Modello ad Elementi Finiti

Il Ruolo delle Analisi FEM nella progettazio

di prodotti e nello sviluppo di processi

Il progetto dei prodotti è essenzialmente un processoiterativo. Il progetto di un prodotto si sviluppa con un

concetto, un analisi di fattibilità, la produzione di dise

la realizzazione di prototipi e test, la valutazione dei

risultati dei test ed il processo si ripete fino ad una

versione realizzabile.

L’analisi FEM si rivela fondamentale per affrontare e

risolvere le sfide offerte dalle varie fasi dello sviluppo

prodotto.

Nod

Elem




Benefici dell’Analisi agli Elementi Finiti

In che modo l’analisi FEM può aiutare le aziende nelle varie fasi del progetto?

Concetto & Fattibilità Incrementa la varietà di materiali che può essere testata

Incrementa la marginalità del prodotto ottimizzandone peso, spessori, e forma.

Incrementa il numero di parametri che può essere testata rispetto un test fisico

Incrementa la certezza nei risultati dei test fisici

Progetti & Prototipi Incrementa il numero di prodotti che possono essere testati fisicamente

Riduce il numero di varianti progettuali di ogni prodotto

Riduce il numero di prototipi del prodotto approssimandone i risultati in un ambient

simulazione

Sperimentazione & Test Incrementa i margini di prodotto riducendo il numero di test fisici e i costi per prodo

Riduce il testing time

Riduce il time-to-market

Produzione Riduce il peso dei materiali

Riduce lo spreco di materiali

Riduce i tempi di produzione

Incrementa la capacità di produzione

Incrementa l’efficienza energetica

Vendita & Supporto Incrementa la domanda di prodotto ed il rapporto qualità/prezzo attraverso la

differenziazione del prodotto

Incrementa la fidelizzazione dei clienti tramite miglioramenti del comportamento de

prodotto (qualità)

Incrementa il numero di nuovi prodotti immessi sul mercato

Incrementa il numero di nuove caratteristiche dei prodottiRiduce il costo ed il numero di prodotti resi a causa di rotture o imperfezioni di proge




Sviluppare il concetto e analizzare la parteIl progettista si basa su le proprie conoscenze, abilità e

comprensione in molte aree ingegneristiche. Questi

possono includere la scienza dei materiali, statica e stress,

dinamica, trasferimenti di calore, fluidodinamica e

meccanica delle vibrazioni per nominarne alcune.

Maggiore è la comprensione e maggiore è la probabilità

di successo nella fase di test iniziale del prototipo.

Incrementare i profitti aziendali riducendo i costie aumentando la qualità dei prodottiL’ambiente competitivo di oggi premia l’abilità nel ridurre

il tempo, gli sforzi, i prototipi, i test fisici, le ripetizioni, e

le spese legate a questo processo iterativo.

Analizzare e testare i prodotti su un computer usando

l’Analisi FEM ha dimostrato di essere un eccellente

strumento per accorciare il time to market, diminuire i

costi di sviluppo, e migliorare la qualità dei prodotti.

L’analisi FEM permette agli ingegneri di progettare co

alto grado di intuitività e di sviluppare test virtuali pr

di concentrarsi sulla finalizzazione in prototipi fisici d

particolare configurazione.

Questi sono i principali vantaggi tecnici ed economic

legati all’integrazione dell’Analisi FEM nel processo d

progettazione. Per questo motivo un numero crescen

aziende sta adottando la simulazione FEM nelle prop

procedure di sviluppo prodotto.

Quando dovrebbe essere usata l’Analisi ag

Elementi Finiti

Un buon modo per iniziare a definire i tuoi bisogni in

termini di software di analisi FEM è quella di analizza

tuo processo di progettazione esistente e capire com

l’analisi agli elementi finiti possa aiutarti ad ottimizza

processo, a ridurre i costi o il time to market. Abbiam

accennato ad alcuni di questi benefici nei paragrafi

precedenti. Nella lista seguente sono presenti alcune

domande che ogni analista e manager dovrebbe porscomprendere i benefici apportati dall’analisi FEM nel

ciclo di sviluppo del prodotto.

1. Costo

Quanto costa la produzione del prototipo?

Quanto costa testare il prototipo, includendo le

attrezzature e l’installazione?

Quanto costa generare nuovi progetti e disegni?

Quanto spesso i prototipi falliscono i test?

Quanti cicli di disegno sono tipicamente necessaper produrre una configurazione funzionante?

Quanto è complicato analizzare i risultati

sperimentali?

Quanto costa coprire il rischio assicurativo del

prodotto?

2. Time to market

Quanto tempo richiede concettualizzare un

progetto?

Quanto tempo richiede produrre un prototipo?

Quanto tempo richiede testare un prototipo?

Quanto tempo richiede produrre nuovi progetti

disegni?

Quanti test sono necessari per produrre un prod

market-ready?

Figura 4: 20 anni fa gli elementi ROD erano comunemente usati

per connettere interfacce solide collegate tramite bulloni. I fori

dei bulloni non erano modellati perché richiedevano unsignificativo tempo di mesh. Quest’immagine mostra una vista

in sezione di un rod element usato in un modello con contatti.

Figura 5: Oggi i fori dei bulloni, ed altre caratteristiche

geometriche, possono essere modellate facilmente e

velocemente. In questo esempio ogni bullone è modellato

usando due elementi rigidi connessi da un elemento trave.

Usando NEi Nastran, il valore di precarico di un bullone è

applicato direttamente all’elemento trave e i contatti sono

definiti tra superfici di interfaccia tra due solidi connessi. Questo

modello può essere completato in appena 5 ore.




3. Qualità

Quanti prodotti vengono restituiti?

Quante riparazioni in garanzia sono state effettuate?

Come giustifichi il costo di copertura del rischio

assicurativo dei tuoi prodotti?

Come si riflette la qualità percepita dei tuoi prodotti

sul loro prezzo di mercato?

4. Innovazione – Nuovi Prodotti e Miglioramenti

Come ottimizzi il costo dei tuoi prodotti?

Come ottimizzi il peso dei tuoi prodotti?

Come migliori la resistenza dei tuoi prodotti?

Come testi nuovi progetti e materiali innovativi?

Dove cominciare con la scelta del software

FEM — Compatibilità con il tuo CAD 3D

Il punto d’inizio più comune nella pratica dell’analisi FEMoggigiorno è la geometria della parte utilizzando un file

CAD 3D. Pertanto la prima considerazione sulla scelta di

un pacchetto FEM riguarda la sua capacità di interfacciarsi

direttamente con i file CAD o importare la geometria CAD

dal sistema che stai usando attualmente per progettare.

―la prima considerazione sulla selezione di un

pacchetto FEM riguarda la sua capacità di

interfacciarsi direttamente con il sistema CAD

che stai usando attualmente.‖

In secondo luogo, dovresti riflettere sul tuo ambiente di

lavoro complessivo. Nelle aziende, la condivisione di

informazioni FEM con clienti, partner di progetto (per

esempio, consulenti, prototipazione rapida, ecc.) e

fornitori di componenti possono rivestire un ruolo

fondamentale. E’ importante conoscere quali file di

modello e di risultati può importare ed esportare il tuo

software FEM e se possono essere recepiti da questi

gruppi di lavoro.

Per esempio, nel settore aerospaziale ed automobilistico

Nastran è usato molto largamente ed è di fatto il solutore

FEM standard. Per questo motivo la capacità di poter

lavorare con i file Nastran è una caratteristica saliente in

questi segmenti di industria.

Nell’industria automobilistica, i pre-processor

maggiormente usati sono Femap, Patran e Hypermesh. La

compatibilità con questi software settori è assolutamente

necessaria.

Le specifiche Import/Export per la Geometria del

modellatore Femap mostrano la compatibilità con i

sistemi CAD più importanti.

Di che tipo di analisi hai bisogno?

Di gran lunga, l'uso più comune del FEM riguarda ana

strutturali usando la soluzione Statica Lineare.

Determinare gli stress ai quali una parte è sottoposta

una data condizione di carico e di vincolo è una funzidi base del FEM ed è il punto di partenza per imparar

usare ogni software ad elementi finiti.

Ad ogni modo, una volta apprese le funzioni di base,

possono essere molte altre opzioni di analisi che

potrebbero essere importanti durante lo sviluppo de

prodotto, ad esempio la risposta dinamica, l’analisi

modale, il buckling, prestress, trasferimento di calore

fluidodinamica - tutte con o senza effetti non lineari.

Talvolta, per replicare fedelmente le condizioni di tes

può rendersi necessario aumentare il livello di

sofisticazione considerando aspetti come le non lineae le condizioni transitorie.

Per di più, l'analisi richiede considerazione sul tipo di

materiale usato. Tipicamente, le proprietà dei materi

più comuni possono essere trovate nella libreria dei

materiali nella maggior parte dei programmi FEM.

Comunque, se certe classi di materiali sono per loro

natura non lineari o se i materiali tipicamente lineari

caricati oltre il limite di elasticità, può essere

indispensabile l’uso di modelli di materiale non linea

Da un punto di vista pratico, un buon modo di

determinare il tipo di analisi di cui hai bisogno è sceg

un componente rappresentativo di un progetto sul q

hai lavorato ed usarlo come esempio da sottoporre a

distributori di software per una dimostrazione pratica

Rispondere a queste domande ti aiuterà a determina

tipi di analisi di cui hai bisogno:

Come è stato analizzato il componente?

Come viene realizzato il prototipo?

Come viene testato il componente?

Qual è il criterio di accettabilità della parte?

Segue c’è una lista dei tipi di analisi più usati. Dovrai

essere in grado di identificare quale applicare al tuo

ambiente FEM.




Figura 6: Alcune delle tipologie di analisi più usate e necessarie (in

senso orario) che includono: Statica Lineare, Trasferimento di

calore Stazionario lineare, Buckling, e Modale.

1. Statica Lineare – determina spostamenti, carichi,

stress, strain in strutture soggette a carichi statici.

2. Modale – analizza le vibrazioni caratteristiche dellastruttura (frequenze naturali e forme modali).

3. Buckling – valuta la stabilità elastica in strutture

soggette a carichi di compressione.

4. Risposta Dinamica – determina spostamenti, carichi,

stress e strain in strutture soggette a carichi transitori

o variabili in frequenza (risposta transitoria, risposta in

frequenza, risposta random, risposta shock, DDAM,

etc.).

5. Movimento – determina spostamenti, velocità,

accelerazioni, carichi, stress e strain in meccanismimobili e oggetti impattanti.

6. Trasferimenti di Calore – determina temperature,

gradienti termici, flussi termici e passaggi di calore

dovuti a conduzione, convezione ed irraggiamento in

strutture e fluidi.

7. Fatica – determina la vita di un componente soggetto

a cicli di carico.

8. Fluidodinamica – analisi di flussi di liquidi e gas.

Un buon pacchetto software per FEM dovrebbe offrire

anche la possibilità di analizzare i materiali compositi. Isoftware FEM usati per l’analisi dei compositi devono

essere concepiti per gestire la natura anisotropa dei

compositi e i meccanismi di rottura associati ad essi come

la propagazione delle cricche, la delaminazione e la

rottura delle fibre.

Seguono alcune domande da porsi nella scelta del

software FEM per l’analisi dei compositi:

Il software usa teorie di rottura standard per la

determinazione della rottura dei compositi (Hill,

Hoffman, Tsai-Wu, LaRC02, Puck, Max Stress, M

Strain)?

Il software offre una soluzione multiscala per i

compositi (Multiscale Composites Solution)?

Puoi eseguire simulazioni sulle fibre e analisi di

drappeggio (draping)?

Offre accesso agli stress e strain della matrice e

fibre costituenti?

―La scelta deve cadere su un software che

produca velocemente risultati accurati e

accettati nel mondo industriale.‖

Identificare un fornitore di software FEM e

un stanziare un budget

A questo punto, dopo che hai trovato un buon motiv

eseguire le analisi FEM; hai identificato l’esigenza di

compatibilità con il tuo CAD e con i sistemi di analisi

utilizzati dai partner; hai individuato il tipo di analisi d

eseguire sul tuo prodotto; è giunto il momento di

considerare vari distributori di software e allocare un

budget.

Gli acquirenti FEM di solito hanno a che fare con una

grande gamma di distributori ed un ampio range di p

che all’inizio può essere disorientante.Esiste comunque un prezzo minimo che deve essere

superato per avere accesso al software FEM di livello

professionale. Il mercato è strutturato nel senso che

vendita di software FEM sotto questa soglia è probab

che riguardi software di basso livello.

Talvolta il prezzo di ingresso molto basso è una tattic

marketing ingannevole dove i moduli software neces

per il compito potrebbero essere aggiunti in seguito.




Che cosa guadagna l’ingegnere professionista investendo

in un pacchetto FEM di livello professionale piuttosto che

in uno di basso livello? Le differenze possono essere

divise in diverse categorie:

1. Solutori industriali standard

2. Prestazioni e caratteristiche del prodotto

3. Supporto tecnico

4. Qualità e riconoscimento nel mondo dell’industria

5. Bontà a lungo termine del tuo investimento

6. Condivisione con i fornitori, clienti ed i partner di

sviluppo del prodotto

Quando si decide di investire in un pacchetto FEM di

livello professionale, la scelta del software vendor si

riconduce a determinare quali dei fattori di

differenziazione sopra menzionati sono importanti per i

tuoi requisiti tecnici e di business. Queste differenze sono

ulteriormente descritte di seguito e ti aiuteranno a

capitalizzare appieno il tuo FEM senza pagare più del

necessario.

Solutori industriali standard

La caratteristica più importante che differenzia

notevolmente i pacchetti di software FEM l’un l’altro è il

tipo di solutore. Devi essere certo che il solutore usato

per simulare il tuo componente produca risultati accurati

in tutti i casi, produca risultati velocemente in modo da

aumentare la produttività, e che i risultati siano affidabili.

La tradizione Nastran è un riferimento per questa

sicurezza. Nastran è l’acronimo di NASA Structural

Analysis. Le specifiche per questo software sono stateoriginariamente sviluppate dalla NASA per il programma

spaziale negli anni ’60 dello scorso secolo. Decadi di

utilizzo nell’industria aerospaziale hanno dimostrato la

precisione e l’accuratezza di Nastran, e accresciuto la sua

potenza e la sua flessibilità.

NEi Software ha migliorato ulteriormente NEi Nastran

rendendolo uno dei più veloci e accurati prodotti FEM sul

mercato. Da quest’origine, Nastran si è diffuso in diversi

settori industriali importanti come l’automobilistico, la

difesa e la nautica. Nastran è diventato lo standard

accettato per il FEM in queste industrie e adottatoglobalmente.

Con l’avvento dei PC, molti altri tipi di solutori FEM sono

diventati disponibili sul mercato. Alcuni solutori sono stati

sviluppati attorno ad applicazioni di analisi specialistiche e

tipi di soluzioni specifiche, ad esempio per la simulazione

di impatto e crash.

Nonostante questo, in molte grandi aziende Nastran

ancora specificato come il solo solutore accettabile p

FEM in progettazione e sviluppo di prodotti. E’ su que

base che il mercato del FEM è diviso in codici Nastran

based e non-Nastran based. Nei settori aerospaziale,

militare e navale Nastran rappresenta la scelta

dominante. Nel mercato dei prodotti di consumo c’è

molta più varietà.

Prestazioni e caratteristiche del prodotto

Esiste un gran numero di aspetti tecnici che i nuovi

utilizzatori di software FEM riescono a comprendere

apprezzare totalmente solo dopo aver usato questa

tecnologia per un certo tempo. Sfortunatamente, la t

decisione deve essere presa in tempi rapidi.

Un modo semplice e diretto per prendere coscienza d

prestazioni di un pacchetto FEM, è quello di vedere il

particolare problema di progettazione risolto

nell’ambiente FEM che stai considerando. In altre pa

non accontentarti di una dimostrazione a scatola chiudi una illustrazione di marketing. In questo modo,

conoscerai tutti i moduli di cui hai bisogno, come si

presentano i risultati, come essi si comparano con i te

reali e avere un’idea su quanto tempo è necessario p

impostare e risolvere il problema nell’ambiente FEM

Visitando http://www.nenastran.com/demo puoi

assistere ad una dimostrazione di 90 secondi di NEi

Software che illustra il processo di creazione di un

modello, la soluzione, la visualizzazione dei risultati, e

analizza le informazioni grafiche e numeriche nella

simulazione. Di seguito sono elencati alcuni degli asptecnici che differenziano i pacchetti software di alto l

professionale:

L’interfaccia grafica professionale e amichevole e

menu ben organizzato che aiutano nella preparaz

del modello.

La presenza di interfacce complete per import/ex

di geometrie CAD, modelli FEM, e risultati di ana

Tecniche matematica all’avanguardia, come i sol

PCGLSS e VSS, per contenere i tempi di calcolo e

risolvere rapidamente i problemi FEM.

Solutori validati da procedure di Quality Assurancda anni di utilizzo nelle più grandi industrie sono

importanti.

Strumenti di diagnostica per verificare la qualità e

l’integrità del modello.

Strumenti per stimare l’accuratezza dei risultati

Ambiente di post-processing approfondito, che

consente la visualizzazione dei dati di output in fo

di grafici e tabelle per la generazione del report.

http://www.nenastran.com/demo







Supporto tecnico

Per i novizi del FEM, il supporto tecnico potrebbe essere

un fattore determinante nella scelta del software.

Mentre impari, e progredisci nella curva di

apprendimento della tecnologia FEM, sarà importante per

te non solo ricevere risposte corrette ed informazioni

accurate ma anche riceverle in modo puntuale e

comprensibile. Solo così potrai tenere sotto controllo

l’implementazione della tecnologia FEM, minimizzare le

interruzioni di progetto, mantenere alta la produttività ed

evitare la frustrazione che può accompagnare

l’implementazione di nuove tecnologie.

Un modo per valutare il supporto tecnico di un software è

quello di provarlo prima di comprare. Dovresti essere in

grado di accedere al servizio di supporto tecnico e quindi

sapresti cosa ti aspetta dopo l’acquisto.

Hai ricevuto risposte veloci?

Lo staff di supporto è competente e disponibile?

Sei limitato ad un numero fisso di chiamate?

Puoi parlare con ingegneri e specialisti direttamente o

hai bisogno di passare attraverso il marketing?

Niente illustra meglio l’impegno di NEi Software

nell’elevata qualità del supporto tecnico, delle parole dei

nostri clienti. Ti invitiamo ad esaminare queste

testimonianze spontanee visitando il sito

www.nenastran.com/fea/testimonials .

Un altro fattore importante e spesso non apprezzato nel

supporto tecnico è che la prima linea di assistenza si trova

nel software stesso. Guarda nell’Help in linea del softwaree nella documentazione a corredo del programma. La

cura data a queste caratteristiche è un buon indicatore

del livello di attenzione ai dettagli, completezza, e facilità

di uso che potrai trovare nel resto del programma.

Assicurati di controllare i warning ed i messaggi di errore

nel software che stai valutando.

Il messaggio è chiaro?

C’è una spiegazione più dettagliata?

Il problema è circoscritto?

Devi scorrere molte pagine di risultati per trovare la

stringa del problema? Il messaggio di errore ti aiuta ad identificare cosa ha

generato l’errore stesso?

Con NEi Nastran, l’Help è contestuale, e specifico nel

formato “Cause, Action, Remarks” che ti permette di

trovare e correggere i problemi velocemente.

Qualità e riconoscimenti nel mondo

dell’industria

E’ importante sapere se il software FEM che userai si

accurato, affidabile, testato e provato. E’ importante

sapere se è comunemente accettato nel tuo segment

industriale. Devi considerare lo schema di validazione

il tuo fornitore di software usa prima della distribuzio

Quale standard di riferimento incontra?

Quali test case sono usati?

Quale sistema di qualità seguono?

Come sono testate le nuove versioni ogni anno?

Le versioni di NEi Nastran sono testate su più di 5000

modelli di test e 300 casi di test standard di riferimen

da NAFEMS, Societé Francaise des Mechaniciens, Roa

Formulas for Stress and Strain e altre soluzioni teoric

note.

In aggiunta, le soluzioni sono sistematicamente

comparate ad altri solutori Nastran ed agli altri soluto

FEM più importanti. Oltre all’accuratezza, la velocità

soluzione è testata su modelli di dimensioni variabili

poche migliaia a molti milioni di gradi di libertà usand

tutti i tipi di elementi e di sequenze di soluzione. I so

usati in NEi Nastran sono tra i più veloci e potenti

nell’industria.

Bontà a lungo termine del tuo investimen

software

Comprare un pacchetto FEM è un investimento e com

ogni investimento dovrebbe dare un ritorno nel tempAlcune cose da considerare sono:

Di quale tipo di moduli aggiuntivi avrai bisogno p

analisi?

Avrai bisogno di comprare e/o passare ad una

configurazione completamente diversa di pacche

software?

Quanto spesso avviene l’aggiornamento del softw

e questi update contengono caratteristiche utili?

Queste domande ti forniranno una idea di come il tuo

investimento software andrà nel tempo.

Un approccio dell’industria dei software FEM consist

nell’offrire ai nuovi utilizzatori pacchetti base econom

e, nel momento in cui le conoscenze degli utilizzatori

sono accresciute, proporre loro di migrare verso pacc

con caratteristiche tecniche di livello più elevato. Ci s

due problemi che si manifestano con questa politica

basso prezzo di ingresso. Uno di questi è che i due

pacchetti potrebbero essere basati su due interfacce

grafiche molto diverse.

http://www.nenastran.com/fea/testimonials






Così, piuttosto che una transizione rapida, potrebbe

essere necessario un nuovo importante apprendimento

ed un processo di familiarizzazione con il software. Nel

caso peggiore, i due pacchetti potrebbero essere talvolta

incompatibili rendendo inutilizzabili i modelli ed i risultati

precedentemente calcolati. Peraltro, i distributori

potrebbero non scontare in alcuna misura l’acquisto del

“pacchetto base” al momento del passaggio al software

più evoluto, richiedendo di fatto un ri-acquisto integrale

del più potente e costoso software specialistico quando le

caratteristiche del pacchetto a basso costo non sono più

sufficienti.

Un altro approccio commerciale tipico del “mondo” FEM

consiste nel “segmentare” il software in un gran numero

di moduli. Anche in questo caso, mentre il prezzo iniziale

è senza alcun dubbio attraente ed si può sposare

immediatamente con il tuo budget, gli svantaggi a lungo

termine possono essere dovuti a maggiori costi nascosti,

carenza di integrazione tra i moduli e l’incapacità di

risolvere analisi di alto livello, più sofisticate.

L’approccio NEi Nastran è di offrire un limitato numero di

moduli completi. In questo modo, il software è ben

integrato, l’apprendimento è un processo lineare e

continuo, ed il costo è contenuto dividendo i pacchetti

secondo le più importanti linee di analisi da un punto di

vista funzionale piuttosto che da considerazioni di

marketing. Le caratteristiche user-friendly del

modellatore Femap e del solutore Nastran ti permettono

di progredire facilmente col tuo passo. Il tuo investimento

iniziale non è mai perso.

Un altro aspetto da considerare nell’utilizzo a lungotermine è cosa succede dopo l’acquisto. Man mano che

sviluppi le capacità FEM nella tua organizzazione, potrai

aver bisogno di una partnership con il tuo fornitore di

software. Avrai bisogno di un’attenzione personale legata

sia alla politica del supporto tecnico e agli argomenti dei

training che allo sviluppo software per soddisfare i tuoi

bisogni specifici. Non correre il rischio di perderti tra le

grandi software-houses che non riescono ad ascoltare le

richieste dei loro clienti per nuovi sviluppi, o scoprire che

il marketing e la pubblicità hanno la precedenza rispetto

allo sviluppo tecnico. Alcune domande a cui dare una

risposta sono:

Quali caratteristiche sono state aggiunte nell’ultimo

anno al software e come erano inizializzate?

La qualità del supporto che ricevo è condizionato dal

numero di licenze che ho acquistato?

Qual è la storia recente del software in termini di

upgrade, nuove caratteristiche, implementazione di

nuove tecnologie, facilità nell’uso e migliori

prestazioni?

Avrò voce in capitolo nel richiedere nuove

potenzialità del software o questa è una prerogat

riservata essenzialmente agli interessi di pochi cl

importanti?

Quale percentuale di ricavi legate al mio contratt

alla ricerca e lo sviluppo e quale percentuale al

marketing?

Condivisione con i fornitori, i clienti ed i

partner di sviluppo del prodotto

Al crescere del tuo coinvolgimento nel FEM, troverai

ci saranno molte occasioni dove vorrai e avrai bisogn

condividere dati FEM con altri enti coinvolti nel proce

di sviluppo di un prodotto. In alcuni casi, le prospettiv

business legate alla di vendita di prodotti o servizi

possono richiedere un certo tipo di software FEM. Gl

specialisti del rapid prototyping possono spesso far

risparmiare tempo e costi leggendo file direttamente

loro dispositivo. La compatibilità con i più importantifornitori di materiali e componenti può facilmente

portare a collaborazioni. E’ importante essere consap

che le forti capacità di connessione del software FEM

sono un aspetto che può avere importanti benefici in

termini di business.

La larga accettazione di Nastran nell’industria, i form

dati standard e le eccellenti capacità di trasferimento

file assicurano che queste transazioni possano avven

con il minimo tempo, sforzo e investimento. Scoprira

Nastran è largamente usato come software di riferim

in molte realtà e che è in grado di gestire modellirealizzati con i principali pacchetti di analisi FEM.

―Man mano che si sviluppano le capacità FEM

nella tua organizzazione, vorrai una partner

con il tuo fornitore di software.‖

Sommario

E’ facile rimanere disorientati dalla grande possibilità

scelta di prodotti software FEM e dall’apparente

complessità di questa tecnologia. Una preoccupazion

comune in questo tipo di scelta è quella di finire consoftware costosi e difficili da usare e che non portera

benefici attesi. Un consiglio di base per evitare quest

rischio è quello di usare il software su i tuoi modelli p

di acquistarlo.

Se hai ulteriori domande sull’acquisto di software FE

contatta il numero verde 800-777541 o scrivi a

[email protected] per richiedere la nostra Guida

Gratuita all’Acquisto del Software FEM.

mailto:[email protected]






Glossario FEM

Soluzione approssimata

Una soluzione vicina alla risposta reale ma che contiene alcune

incertezze sulle assunzioni fatte, sulla geometria, sui carichi o i

vincoli, che non riflette esattamente la realtà fisica.

Condizione al contorno

Un vincolo che definisce la connessione che il modello FE ha

con l’ambiente fisico.

Buckling

Problema di instabilità elastica sotto carichi di compressione.

Soluzione in forma chiusa

La soluzione esatta di un problema che è fornita da

un’equazione analitica.

Risposta dinamica

Determina spostamenti, carichi, stress e strain in strutture

soggette a carichi transitori o variabili in frequenza.

Fatica

Determina la vita di un componente soggetto a carichi ciclici.

Elemento finito

Una forma geometrica relativamente semplice da formulare e

analizzare, per esempio trave, piastra e parallelepipedo.

Analisi agli Elementi Finiti (FEA)

Uno dei diversi metodi numerici che possono essere usati per

risolvere un problema complesso suddividendolo in un numero

finito di problemi semplici.

FluidodinamicaAnalisi dei flussi di liquidi e gas.

Trasferimento di calore

determina temperature, gradienti termici, flussi e passaggi di

calore dovuti a conduzione, convezione e irraggiamento in

strutture e fluidi.

Modello lineare

un modello per cui scalando i carichi applicati, si scalano della

stessa quantità i risultati dell’analisi (spostamenti, stress, etc.).

Analisi Statica Lineare

Determina spostamenti, carichi, stress, strain e proprietà di

massa in strutture dal comportamento lineare, soggette a

carichi statici.

Carico

Una forza, pressione, momento o altro tipo di forza applic

un modello; può anche includere condizioni termiche comgradienti termici.

Proprietà dei Materiali

Caratteristiche fisiche, meccaniche e termiche intrinseche

materiale come il modulo di Young, la conduttività termica

Mesh

La griglia di elementi e nodi che approssimano la struttura

Movimento

Determina spostamenti, velocità, accelerazioni, carichi, str

strain meccanismi mobili ed oggetti impattanti

NASTRAN un acronimo di NASA STRuctural ANalysis software,

originariamente sviluppato da NASA per il programma spa

negli anni ‘60; di fatto il solutore FEM standard nei settori

aerospaziale ed automobilistico.

Nodo

Punto utilizzato per definire i vertici degli elementi sui qua

carichi e vincoli possono essere applicati.

Analisi Modale

analizza le vibrazioni caratteristiche di strutture (frequenze

naturali e forme modali).

Pre-processor Programma per creare modelli agli elementi finiti.

Post-processor

Programma per visualizzare graficamente i risultati di un’a

agli elementi finiti.

Solutore

Programma che prende un modello agli elementi finiti, lo

converte nella sua rappresentazione matematica matricial

risolve le equazioni per produrre i risultati

Strain

L’allungamento percentuale di una parte; una rappresenta

matematica delle deformazioni locali su una struttura.

Stress

Carico per unità di area; una rappresentazione matematic

delle tensioni nelle strutture.




Risorse Addizionali

Guida all’acquisto del software FEM

Con questa guida gratuita scoprirai:

· Domande importanti da porre ai distributori di software

· Errori comuni durante l’acquisto

· Come scegliere il software che incontra le nostre esigenze di proget

· Come valutare le esigenze future di software FEM

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Chi è NEi Software

NEi Software è leader mondiale nell'innovazione CAE come fornitore di software Nastran per analisi ad elementi finiti (F

simulazione ingegneristica e test virtuali. NEi Software offre agli ingegneri gli strumenti per capire a fondo le problemat

del progetto tramite prototipi digitali, immagini, grafici di contorno, grafici e animazioni di stress strutturale lineare e nolineare, oltre a simulazioni di deformazione, dinamica, vibrazioni, cinematica, impatto, trasferimento di calore e

fluidodinamica (CFD). Il sito presenta casi di studio nel settore aerospaziale, automobilistico, marittimo, petrolifero, me

e dei prodotti di consumo con video dimostrativi, webinar, tutorial e programmi di formazione.

Chi è SmartCAE

SmartCAE nasce con l’obiettivo di fornire nel mercato italiano “soluzioni” CAE, intese come combinazione di prodotti

software allo stato dell’arte, formazione e servizi di consulenza. SmartCAE mette a disposizione dei propri clienti oltre 4

anni-uomo di esperienza CAE, ed un portafoglio di software in grado di simulare una grandissima parte dei problemi

dell’ingegneria strutturale. Le aree di competenza comprendono calcolo FEM, analisi dinamica multi-corpo, ottimizzazio

strutturale, correlazione CAE-test, con significative applicazioni nei settori automotive, marino, aeronautico, difesa,

industriale. SmartCAE è il rivenditore per l’Italia dei prodotti di NEi Software.

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Visita la nostra libreria di video istruttivi e webinar sul sito

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