Десять главных причин перейти на Femap

Дмитрий Красковский

Стремление сократить расходы и повысить качество производства обусловливает все более активное применение цифрового моделирования на протяжении жизненного цикла продукта. А ключом к достижению бизнес­преимуществ при этом служит выбор верных инструментов.

Программное обеспечение Femap™ — высокоэффективный инструмент для подготовки КЭ­модели, анализа, пре­ и постпроцессирования во многих областях, включая аэрокосмическую, оборонную, тяжелую промышленность и судостроение.

Конечно, рамки статьи не позволяют подробно описать все преимущества этой программы, поэтому мы остановимся на десяти ключевых из множества технических и коммерческих причин для инвестиций в Femap. А более полную информацию о продукте вы можете получить, перейдя по ссылке www.siemens.com/plm/femap.

ŒКачество продукта

Команда разработчиков совершенствует Femap уже более 25 лет в тесном взаимодействии с пользователями. Программный продукт регулярно, раз в несколько месяцев, обновляется, его функциональные возможности постоянно возрастают.

В результате в новейших версиях Femap реализован следующий функционал:

• исследование отображения результатов анализа, помогающее структурировать итоговые данные;
• средства модификации геометрии, обеспечивающие возможность непосредственно на экране взаимодействовать с геометрическими объектами;
• интеллектуальные методы извлечения серединной поверхности, позволяющие обрабатывать сложные тела переменной геометрии;
• возможность присоединения внешних файлов, повышающая эффективность обработки результатов;
• восстановление геометрии по унаследованным КЭ­моделям;
• поддержка внешних суперэлементов;
• возможность менять оформление XY­графиков и диаграмм;
• возможность расширенной обработки результатов, включая определение свободных тел, интерфейс нагрузок и отображение результатов по сечениям модели;
• улучшение производительности графики благодаря использованию памяти видеокарты.

О компании Siemens PLM Software

Siemens PLM Software, подразделение Siemens Digital Factory Division, является ведущим мировым поставщиком программных продуктов для управления жизненным циклом (product lifecycle management — PLM) и производственными операциями (manufacturing operations management — MOM), систем и услуг. За время работы предоставлено более 9 млн лицензий, по всему миру насчитывается свыше 77 тыс. клиентов компании. Штаб­квартира находится в г. Плано
(шт. Техас). Siemens PLM Software постоянно взаимодействует со своими клиентами, стремясь обеспечить их реальными инновациями, а значит и устойчивыми конкурентными преимуществами.

Для получения более подробной информации о компании Siemens PLM Software, ее продуктах и услугах посетите страницу www.siemens.com/plm.

С постоянно развивающейся и преданной идее командой профессиональных разработчиков у Femap большое будущее.

Конкурентные преимущества

• Высококачественное постпродажное сопровождение в сочетании с непрерывным ростом функциональности продукта;
• постоянное развитие и совершенствование продукта с учетом пожеланий пользователей;
• гарантия высокого качества продукта;
• преемственность команды разработчиков.

«Для нас важна удобная для пользователей среда программы, поскольку RUAG Aerospace Sweden специализируется на решении широкого круга задач и мы не можем постоянно применять лишь один программный продукт. К работе с Femap можно вернуться даже после нескольких недель перерыва».

Ян­Эрик Ларссон (Jan­Erik Larsson),
руководитель проектирования отдела машиностроения RUAG Aerospace Sweden

Интерфейс пользователя

Разработанный как приложение к Windows, Femap предлагает простые в изучении и использовании исчерпывающие возможности анализа. Организовать удобную и эффективную работу позволяют средства динамического просмотра, управление цветом и экраном, разнообразные способы доступа к модели, множественные шаги отмены операций — всё в пределах интуитивно понятного и удобного интерфейса на основе хорошо знакомой логики Windows.

Пользовательский интерфейс панелей предоставляет пользователям информацию о модели и редактор объектов, обеспечивающий непосредственный доступ к данным моделирования без необходимости «блуждания» по системному меню. Панель таб­лицы данных предоставляет прямой доступ к результатам анализа и упрощает обмен данными со сторонними продуктами, такими как Excel и Word. Кроме того, доступны всеобъемлющие help­меню и справочные ресурсы, обеспечивающие возможность работы в онлайн­режиме, включая прямой доступ к онлайн­сообществу пользователей Femap.

Эффективная экранная рабочая среда минимизирует расходы на ­обучение и позволяет инженерам сохранять максимальную производительность, даже если Femap применяется нерегулярно. Простота работы с продуктом обеспечивает инженерам возможность эффективно использовать Femap уже после двух дней обучения.

Конкурентные преимущества

• Легко настраиваемая, удобная для пользователей система команд и меню в стиле пользовательского интерфейса Windows;
• улучшенный цвет, визуализация объектов модели и управление отображением групп;
• минимум затрат времени для обучения. Как правило, инженерам, знакомым с конечно­элементным анализом, хватает двухдневного подготовительного курса, чтобы стать специалистами в использовании Femap;
• быстрый в освоении пользовательский интерфейс способствует максимальной производительности даже при нерегулярном использовании;
• уникальные специализированные демонстрационные панели — такие как дерево информации о модели и таблица данных — предоставляют непосредственный доступ к данным моделирования, обеспечивают быстрое создание и редактирование модели и просмотр результатов.

«Среди аналогичных решений на рынке Femap выделяется своим удобством. Его пользовательский интерфейс уникален. Несмотря на свою простоту, Femap позволяет без посторонней помощи моделировать сложные 3D-объекты».

Роберто Насимбене (Roberto Nascimbene),
координатор сектора анализа конструкций Eucentre

ŽДоступ к данным CAD­систем

Femap не зависит от конкретной CAD­системы, что позволяет расчетчикам и инженерам импортировать любые виды данных из различных систем. Использование ядра моделирования Parasolid® обеспечивает прямой доступ к данным Parasolid при моделировании поверхностей и твердых тел, а также предоставляет надежные геометрические инструменты, необходимые для доступа к геометрии не в формате Parasolid. Кроме того, Femap совместим с программным обеспечением Solid Edge®.

Конкурентные преимущества

• Надежные средства импорта геометрии из CAD­систем;
• возможность импорта в Femap CAD­данных почти из любой среды моделирования и анализа;
• обеспечение доступа к данным большинства CAD­систем с помощью CAD­независимых решений базового модуля;
• разнообразные опции экспорта геометрии.

«Используя Femap, мы можем импортировать геометрию любого 3D­формата. Это помогает нам быстро перейти от виртуального прототипа конструкции к конечно­элементной модели с помощью выверенного процесса импорта».

Паоло Лаззарини (Paolo Lazzarini), системный инженер ADS International

Инструменты для подготовки геометрии

Подготовка геометрии для создания конечно­элементной модели и ее разбиение, как правило, занимают большую часть времени при решении трудоемкой задачи анализа конструкции методом КЭ. Femap эффективно работает с данными, импортируемыми из CAD. Многочисленные инструменты обеспечивают возможность идентифицировать, найти и очистить потенциально проблемную геометрию и удалить нежелательные детали, такие как небольшие поверхности, ребра и ленты. Кроме того, Femap предоставляет инструментарий сеточного разбиения, позволяющий интерактивно подготавливать и корректировать геометрию для разбиения, включая расщепление поверхностей, смещение седловин и шайб, комбинирование кривых и поверхностей и расщепление сетки. Также Femap поддерживает уникальные возможности, такие как сшивание твердых тел и ручное подавление особенностей геометрии при подготовке модели.

Конкурентные преимущества

• Средства модификации геометрии, позволяющие напрямую взаимодействовать с геометрическими объектами;
• простая идентификация потенциально проблемной геометрии;
• мощные инструменты обработки и очистки геометрии;
• полный набор инструментов подготовки геометрии для разбиения.

«Есть два типа препроцессоров: те, которые эффективны при нисходящем разбиении CAD­геометрии (компьютерное проектирование), и те, которые эффективны в генерации сетки при восходящем проектировании. Большинство препроцессоров сильны только в одной из этих возможностей. Объединение обеих функций в одном пакете, как в Femap, встречается довольно редко. Поскольку нам необходимы обе возможности, Femap идеально нам подходит».

д­р Акинори Йошимура (Akinori Yoshimura), сотрудник ­отдела инновационных материалов, исследователь JAXA

Средства визуализации

При увеличении числа объектов и объема данных конечно­элементной модели первостепенное значение приобретает возможность эффективного управления их отображением и графической визуализацией. Femap включает обширный набор средств визуализации, которые помогают при операциях с твердотельной геометрией, создании КЭ­модели, выборе геометрической идеализации объектов КЭ и проверке модели перед анализом.

Femap обеспечивает возможность динамического просмотра, предоставляет интерактивное управление отображением в цвете объектов КЭ, групп, материалов и свойств. Доступная визуализация и контроль прозрачности помогают просматривать лишь необходимые объекты при работе со сложной моделью.

Конкурентные преимущества

• Простые в использовании инструменты управления визуализацией;
• эффективные средства управления визуализацией объектов групп и модели в диалоговом режиме;
• управление заданием цвета;
• визуализация прозрачности объектов.

«Одна из причин, по которым мне нравится Femap, — всё очень наглядно. При построении конечно­элементной модели так легко допустить ошибку, однако Femap позволяет просматривать модель многими способами, включать и отключать различные элементы и геометрию. Это помогает многократно перепроверять модель и устранять неточности».

Эрик Левис (Eric Lewis), старший инженер
Lockheed Martin Space Systems

‘Препроцессинг

Femap предоставляет широкий спектр инструментов моделирования для подготовки геометрии и разбиения сеткой конечных элементов. Доступны уникальные средства создания модели, позволяющие получать 3D­сетку на шестигранных элементах, а также моделировать и разбивать сеткой мультиповерхности и серединные поверхности. Разнообразные инструменты настройки модели обеспечивают возможность создавать интуитивно понятные граничные условия, в том числе для задания сложных нагружений, которые требуются при более продвинутых видах анализа, таких как теплообмен и динамика. Кроме того, Femap предоставляет усовершенствованные методы задания нагрузок на основе уравнений и функциональных зависимостей.

Средства моделирования Femap поддерживают создание моделей сварных конструкций и включают мощные инструменты извлечения серединных поверхностей, позволяющие легко превратить тонкостенные твердотельные конструкции в сетку оболочечных конечных элементов для получения точного и рационального решения. При работе с моделями механизмов доступно автоматическое обнаружение областей контакта, для которых затем могут быть достаточно просто назначены условия контакта или склеивания. В Femap предусмотрена возможность преобразования данных и построения поверхностей данных, которые могут быть использованы для создания более сложных условий нагружения и передачи результатов в виде функций нагрузок из одного вида анализа для выполнения следующего анализа. Программа также предоставляет мощные средства моделирования балочных конструкций, в том числе инструменты задания поперечных сечений балок, 3D­визуализации балок и отображения всех результатов.

Конкурентные преимущества

• Простота назначения в модели материалов, свойств, а также нагрузок и граничных условий;
• гибкое определение нагружения для расширенных видов анализа;
• методы задания сложных нагрузок на основе уравнений или функциональных зависимостей;
• возможность рационального преобразования данных и построения поверхностей данных;
• эффективное извлечение серединной поверхности из твердотельной тонкостенной модели для создания оболочечной модели;
• моделирование балочных конструкций и средства задания поперечных сечений балок.

«Femap позволяет за очень короткое время создавать сложные конечно­элементные модели с высоким качеством сетки. Мы можем использовать Femap для нужд всего нашего моделирования и постпроцессорной обработки и в то же время применять для анализа различные решатели».

Пьер­Оливер Дюваль (Pier­Olivier Duval), специалист по конечно­элементному анализу Creaform

’Сеточное разбиение

Femap содержит мощные генераторы сеток на твердых телах и поверхностях, способные генерировать сетки высокого качества за один проход. Обширный сеточный инструментарий позволяет получать сетки, которые могут быть обновлены и усовершенствованы в интерактивном режиме; одновременно контролируется допустимая конфигурация элементов. Использование этих средств делает возможным быстрое и простое создание рациональных и правильных сеток. Пользовательские панели инструментов Femap позволяют легко модифицировать сетки несколькими щелчками клавиши мыши.

Конкурентные преимущества

• Простое создание сетки высокого качества, что обеспечивает точность результатов;
• полный контроль над созданием и редактированием сетки;
• инструменты сеточного разбиения, предоставляющие интерактивные средства редактирования сеток;
• пользовательские панели инструментов, позволяющие легко изменять сетку несколькими щелчками клавиши мыши;
• контроль качества элементов в режиме реального времени.

«Значительные усовершенствования, касающиеся разбиения шестигранными элементами в Femap, помогли повысить производительность нашей работы более чем на 30 процентов. Femap хорошо выполняет разбиение даже сложных форм. При этом получение сетки хорошего качества не требует долгих манипуляций с геометрией».

Юка Фукунага (Yuka Fukunaga), помощник генерального менеджера Sumitomo Electric Industries

“Поддержка решателей

Одним из основных преимуществ Femap является независимость от решателя. Программа обеспечивает доступ ко всем основным коммерческим решателям, способна легко и эффективно обрабатывать данные с учетом особенностей решателя данного типа в его базе данных и не требует ручного изменения настроек решателя. Полный доступ ко всем поддерживаемым типам решателей обеспечивается в базовом модуле Femap, что исключает необходимость приобретения каких­либо дополнительных модулей.

Femap поддерживает решатель Nastran и тесно интегрирован с ним, полностью поддерживая динамику и нелинейные решения, включая случайный отклик, спектральный анализ, физическую и геометричес­кую нелинейность при меняющихся во времени нагрузках, а также контакт для твердых и деформируемых тел. Кроме того, доступны и другие варианты перспективного анализа, включая расширенный анализ теплопередачи и трехмерную вычислительную гидродинамику.

Конкурентные преимущества

• Очень высокий уровень интеграции с Nastran, что предоставляет пользователям доступ к самому мощному и надежному решателю 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 для изделий, связанных с космосом».

Николя Этьен (Nicolas Étienne), руководитель
механической группы ABB Bomem

”Постпроцессинг

Femap предлагает широкий набор инструментов для обработки полученных результатов, который позволяет быстро и точно понять поведение системы во время анализа. Инструменты постпроцессирования включают анимацию модели по времени, линии тока, динамические изоповерхности и секущие плоскости, диаграммы усилий, действующих на свободное тело, равновесие усилий в узлах сетки, визуализацию результатов на балках в виде эпюр сдвиговых усилий и моментов, а также отчеты в формате пользователя. Кроме того, Femap предоставляет разнообразные уникальные возможности обработки результатов в форме таблиц для интеграции результатов после выполнения анализа и передачи данных во внешние программы, такие как Word и Excel.

Конкурентные преимущества

• Обширный набор инструментов отображения результатов и вывода отчетов, способствующий быстрому и точному пониманию результатов;
• обработка результатов анализа с использованием уникальных возможностей таблиц данных;
• возможность разнообразного комбинирования результатов;
• генерация отчетов в пользовательском формате;
• визуализация результатов на балках и параметры отображения результатов;
• динамические изоповерхности и секущие плоскости.

«Инженер может легко понять математические результаты анализа, выполненного с решателем. Но визуализация результатов анализа с использованием Femap имеет важное преимущество: она наглядно отображает реальную картину».

Марк Макгиннис (Mark McGinnis), руководитель группы SGT

•Кастомизация — доступ к данным модели

Femap предлагает широкий набор средств доступа к данным, в том числе полнофункциональный интерфейс прикладного 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 потоков задач и упростить автоматизацию повторяющихся задач анализа.

«API­сценарии действительно экономят нам время, позволяя исключить необходимость большей части работы по выполнению анализа».

Тимо де Бир (Timo de Beer),
главный инженер­конструктор GustoMSC

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 Visual Basic или иных стандартных промышленных языков программирования — обучения специальному языку программирования не требуется;
• возможность записывать, редактировать, отлаживать и выполнять определяемые пользователем макросы непосредственно в интерфейсе Femap. 

По материалам компании Siemens PLM Software