
西门子数字化工厂集团旗下机构Siemens PLM Software系列产品Femap with NX Nastran是一种先进的工程仿真软件程序,用以创建复杂工程产品和系统的有限元分析模型,并显示解决方案的结果。Femap能够创建部件、装配件或系统模型,并确定某一给定操作系统的行为反应。Femap是一套独立于CAD系统的程序,可存取来源于所有主流CAD系统的图形数据,一旦图形导入,利用图形定位器识别和显示潜在的故障个体,比如裂片,然后利用图形清理工具将它们移除或禁用。Femap还提供了很多创建和修改图形的功能,这样就可以在创建有限元模型时对模型做一些必要的变更。
Femap的三维立体网格生成器和平面网格生成器用以生成高质量的网格,提供正确定形的元件以确保结果的精确性。Femap能够完全掌控所有的网格生成参数,包括网格尺寸测定、微小部分的网格划分、生长系数以及短边压缩等。若有复杂图形,则经常需要修改那些对精度有更高要求的区域内的网格。在这种情况下,利用Femap的 Meshing Toolbox 与计算机进行交互,通过这种方式修改基础图形的网格尺寸测定参数,并自动查看网格更新。还可以在修改网格的同时,即时查看元件质量反馈,以确保创建高质量的有限元模型。带有 NX Nastran 的Femap支持装配建模,包括自动接触探测以确定最初的接触部件。接触区域可简单设置为接触(有摩擦或没有摩擦)或粘连。由 NX Nastran 完成的接触计算是迭代式计算,并在解算过程中保持更新,其中考虑了在最终结果中表示真实接触条件的变形变更。近年来,复合材料在设计中使用得越来越多,Femap可以为复合材料建模,并对结果进行后处理。
据Siemens PLM Software的FEMAP Development Group经理Mark Sherman先生介绍,Femap最早是在美国宇航局和波音公司得到应用,逐渐发展成为一个面向工程有限元分析领域的世界领先的独立于解算器的前后处理器供应商。NASA(美国国家航空航天局)的任务是开拓未来的太空探索、科学发现和航空研究。NASA的地球激光高度计量系统(GLAS)是一个特殊设计的卫星系统,它利用激光高度仪测量地球两极冰层的厚度,监控全球变暖的情况。因为系统内利用激光传输光源,要求在不同的元件间的精度极高。NASA利用了样机试验、计算机仿真、有限元分析和来自Femap有限元分析建模系统来验证卫星在空中飞行的应力变化。分析人员充分利用Femap提供的图形可视化功能在工作中进行沟通,他们利用不同的颜色、有限元的结果模型、动画偏转模型和三维爆炸视图清晰地表达GLAS项目的不同求解结果,使GLAS的项目参与人员非常方便去理解项目的过程。
目前,Femap在制造业各领域都有应用。同很多设计平台升级的企业一样,包头市液压机械有限公司利用Femap将复杂的产品验证工作简单化,物理样机的减少能带来成本的节约以及更快的开发周期,非常适合那些没有更多CAE经验的企业进行产品的有限元分析。“在中国,Femap还为造船行业提供了船体架构和货舱结构设计的解决方案。”Mark先生说,“我们在航天航空以及造船行业拥有非常丰富的经验和支持。在中国我们也在和相关的部门、公司合作来帮助他们更多地了解这个产品,我们还会在有兴趣的学校建立仿真分析中心,为中国的客户提供培训,让他们更快地了解如何应用。”
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