Nos complace informar que la nueva versión del software de Análisis por Elementos Simcenter™ Femap™ 2019.1 está disponible para descarga desde el GTAC de SIEMENS PLM con fecha Junio 2019.
- En adelante el software Simcenter™ Femap™ se lanzará al mercado con una cadencia bianual, coincidiendo con los meses de Abril y Octubre de cada año a partir de la versión actual 2019.1.
- También de ahora en adelante el software FEMAP se denominará Simcenter Femap para reflejar de manera explícita que forma parte del portfolio Simcenter de productos CAE de Siemens PLM.
- Por la misma razón, de ahora en adelante el solver de Elementos Finitos NX Nastran pasará a denominarse Simcenter Nastran.
La nueva versión de Simcenter FEMAP V2019.1 ofrece una gran cantidad de novedades para mejorar la productividad y flujo de trabajo en las tareas de Simulación y Análisis por Elementos Finitos. Las mejoras en la creación de modelos van desde la selección de entidades hasta las operaciones de manipulación de la geometría y el mallado, incluyendo nuevas opciones de generación de elementos por barrido y transición de malla. También se ha actualizado la integración en FEMAP de los diferentes solvers de Elementos Finitos del mercado tales como Nastran, Ansys y Abaqus, así como nuevas opciones de visualización y Postprocesado de resultados.
Instalación
Después de descargar del GTAC el archivo FEMAP20191_MP1_ML.zip descomprimir en un directorio temporal (el archivo zip contiene una copia exacta del DVD de FEMAP V2019.1 MP1), ejecutar el archivo setup.exe e instalar como de costumbre.
- FEMAP V2019.1 requiere una nueva licencia, accede al GTAC con tu WEBKEY para descargar la nueva licencia.
- FEMAP V2019.1 requiere una nueva versión del Servidor de Licencias FLEXlm v11.16.2, por tanto los usuarios de licencia en red deberán parar el viejo servidor de licencias, desinstalar, e instalar el nuevo.
FEMAP-License-Server-2019_1.pdf- FEMAP-Hardware-Requirements-v2019_1.pdf
Visualización y GUI
1.- Previsualización del fichero *.modfem
Incluso antes de iniciar Femap, en el Explorador de Archivos de Windows se puede obtener una vista previa de la imagen del modelo de Elementos Finitos del archivo *.modfem de FEMAP, y a través de la información del menú emergente (que aparece en pantalla al colocar el ratón sobre un archivo de FEMAP) podrás conocer la versión con la que se ha construido el modelo, el tamaño en MBytes, la última fecha de grabación, el tamaño del modelo en número de nodos y elementos, notas, etc… Todo esto te ayudará a localizar un modelo por adelantado, sin tener que abrir FEMAP para visualizar su contenido.
En FILE > PREFERENCES > DATABASE se puede deshabilitar esta capacidad por si hubiera problemas con versiones viejas de Windows 7 (mi sugerencia es actualizar todos los ordenadores a Windows 10 Pro x64, veo que hay muchos usuarios todavía corriendo FEMAP en Windows 7):
2.- Selección de Entidades
Los métodos de selección de entidades se han mejorado para permitirle seleccionar solo aquellas entidades que están visibles en pantalla en el momento de la selección (independiente del nivel de ZOOM) mediante el icono del nuevo botón Select Visible situado en el cuadro de diálogo Entity Selection.
Además, se pueden seleccionar todos los elementos que usen un nodo(s) de orientación desde el menú METHOD^ = using Orientation Node. Todas estas adiciones amplían y mejoran la gama actual de herramientas de selección disponibles, lo que hace que la selección de entidades sea más versátil y flexible. Y probablemente también notarás que la anchura de los campos ID en el cuadro de diálogo Entity Selection y en otros muchos cuadros de diálogo a lo largo de Femap se han hecho más anchos.
3.- Previous Vector
Femap 2019.1 incluye la capacidad de recuperar un vector previamente definido en cualquier operación que requiera la creación de una definición de dirección de vector. El acceso a datos previamente definidos como este acelera el proceso de creación de modelos, mejorando la productividad.
4.- Localizar en el “Model Info”
Nueva opción llamada “Locate in Model Info” que resalta la entidad seleccionada (Solid, CSys, Property, Material, o Layup) en el árbol de información del modelo. Esto facilita la localización del elemento seleccionado en el árbol de información del modelo cuando hay muchos elementos de ese mismo tipo en el modelo.
Preprocesado
1.- Coordenadas del Material en Sólidos
FEMAP V2019.1 ahora es compatible con la definición del sistema de coordenadas del material en elementos SOLID, SOLID LAMINATE y SOLID COHESIVE de Simcenter Nastran, lo que permite que cada elemento sólido haga referencia a un ID de un sistema de coordenadas del material diferente.
Tenemos tres opciones para el campo Material Coordinate System de la orden MODIFY > UPDATE ELEMENTS > SOLID MATERIAL CSys:
- Align to Element: sobreescribe el sistema de coordenadas del material para los elementos seleccionados alineado con el elemento, creando una entrada MATCID con valor -1 para el campo CID, seguido del ID de los elementos seleccionados.
- CSys: usa el sistema de coordenadas seleccionado como sistema de coordenadas del material sobrescrito para los elementos seleccionados, creando una entrada MATCID usando el ID del sistema de coordenadas seleccionado para el campo CID, seguido del ID de los elementos seleccionados.
- Align Coordinate Axes – Generate CSys: genera nuevos sistemas de coordenadas por combinación de las opciones disponibles mediante dos ejes, sobreescribiendo el sistema de coordenadas del material para los elementos seleccionados. Escribe una entrada MATCID por cada nuevo sistema de coordenadas generado por esta orden, que es utilizado para sobreescribir el sistema de coordenadas del material, usando el ID del sistema de coordenadas para el campo CID, seguido del ID de los elementos.
2.- Propagación de Cargas, Restricciones y Regiones
Cualquier definición de cargas, restricciones o regiones basadas en geometría ahora se propagan automáticamente tras cualquier operación de división de geometría, eliminando la necesidad de reconstruir cargas y condiciones de contorno. Todas las definiciones de cargas, restricciones, regiones, colores, capas y atributos en sólidos se propagan automáticamente.
3.- Aplicación de Cargas de Rodamiento y Momento Torsor en Curvas
Ahora podemos aplicar cargas de rodamiento y momento torsor (Bearing Force & Torque) en Curvas, de la misma forma que se hacía en Superficies.
4.- Proyectar Punto y Nodo
Ahora tenemos nuevas opciones para proyectar puntos y nodos con las órdenes “Modify > Project > Nodes” y “Modify > Project > Points” :
- Radialmente alrededor de un eje.
- Esféricamente alrededor de un punto.
Mallado
1.- Mesh > Sweep > Element > Along Element Edges
Nueva opción de mallado arrastrando la malla a lo largo de la arista de los elementos Shell o Sólidos.
La dirección de la malla se define en pantalla seleccionando la arista de un elemento. La generación del mallado se puede parar al alcanzar un nodo, o llegar al extremo final, o alcanzar el punto de inicio.
La nueva malla así generada se va ajustando a los lados de la malla base existente (Mesh Morphing).
2.- Transición de Malla con Pirámides
La opción Tet/Pyramid Mesh permite mallar un sólido con elementos 3-D tetraédricos CTETRA incluyendo elementos de transición tipo pirámide CPYRAM de 5 a 13 nodos cuando una superficie del sólido cumple con alguna de las siguientes condiciones:
- Ha sido previamente mallada con elementos 2-D cuadriláteros.
- Está “vinculada” a una superficie de otro sólido que ha sido previamente mallada con elementos 2-D cuadriláteros.
- Está “vinculada” a una superficie de otro sólido que ha sido previamente mallado con elementos 3-D Sólidos CHEXA de 8-20 nodos.
- Ha sido seleccionada de forma explícita usando el botón “Pyramid Locations” en la sección “Pyramid Mesh Options“.
Cada cara de un cuadrilátero de “4-lados” se usa como base de un elemento pirámide CPYRAM que se extiende al interior del sólido, el resto del sólido se malla con elementos tetraédricos CTETRA.
Nota:
En general, los elementos pirámide CPYRAM se deben usar SOLO como elementos de transición entre hexaedros CHEXA y tetraedros CTETRA, en partes del modelo que no se puedan subdividir suficientemente para mallar con hexaedros, que a nadie se le ocurra mallar piezas enteras con elementos CPYRAM, OK?.
La siguiente secuencia de imágenes muestra un ejemplo de transición de malla donde un sólido intermedio se malla con una mezcla de elementos pirámide CPYRAM de 13-nodos y tetraedros CTETRA de 10-nodos y los sólidos exteriores se mallan con elementos hexaédricos CHEXA de 8-nodos: es un recurso interesante y alternativo al uso de la condición “GLUE Surface-to-Surface“:
3.- Conectar Elementos Lineales/Parabólicos
Nueva orden “Modify > Update Elements > Connect Linear/Parabolic Elements” que actualiza los nodos en elementos lineales (bajo orden) para que coincidan con los nodos de elementos parabólicos (alto orden) y viceversa, creando una malla mixta de elementos lineales & parabólicos. Funciona con mallas de elementos 2-D Shell, así como mallas mixtas de elementos viga, shell/placa y sólidos.
La siguiente imagen muestra el resultado de aplicar la orden anterior a los elementos Shell lineales de bajo orden (color verde) en contacto con el núcleo mallado con elementos Shell parabólicos de alto orden (color cyan): si listo un elemento en la frontera se demuestra que tiene 5 nodos, se ha convertido en un elemento parabólico!!.
4.- Nuevas Opciones para Extruir Elementos
La orden “Mesh > Extrude > Element” presenta nuevas opciones de generación de elementos por extrusión usando “Along Normals to Surfaces“.
Esta opción es similar a usar “Along Vector to Surfaces” cuando se seleccionan elementos planos, pero cuando se seleccionan superficies con curvatura usa el vector normal a cada elemento como la dirección de extrusión sin necesidad de tener que especificar ningún vector. El siguiente ejemplo muestra el resultado que se consigue.
5.- Extruir en ambas direcciones
Se han actualizado todos los comandos bajo los menús “Mesh > Extrude >..” y “Mesh > Revolve >..” añadiendo la opción “Extrude in Both Directions“. Esta opción básicamente crea a la vez elementos en la dirección (o a lo largo) del vector especificado, así como en la dirección contraria.
Soporte de Solvers
1.- Mejoras en Simcenter Nastran
La nueva versión de FEMAP V2019.1 incluye la nueva versión del solver Simcenter Nastran 2019.1, cuyas novedades más importantes son las siguientes (la información completa la podéis consultar en el “Release Guide” en la siguiente dirección: https://docs.plm.automation.siemens.com/tdoc/scnastran/2019_1/help/#uid:index_release_guide):
Optimización del Diseño (SOL200):
• Ahora es posible optimizar modelos mediante un análisis dinámico de Respuesta en Frecuencias: el planteamiento del problema es similar a la Optimización del Diseño mediante un análisis estático lineal o de análisis de frecuencias.
Módulo No Lineal Multi-Step Structural (SOL401):
• Precarga en tornillos mallados con elementos viga 1-D (CBAR/CBEAM): antes sólo era posible aplicar precarga en tornillos mallados con elementos sólidos 3-D y elementos 2-D de tensión plana.
• PCOMP y PCOMPG: mejora la compatibilidad con modelos de composite creados con otros módulos no-SOL401.
• Transient Dynamic Subcase: ahora es posible crear un SUBCASE del tipo TRANSIENT para realizar un análisis de respuesta transitoria.
• Contacto: se han añadido numerosas mejoras en la condición de contactos de “no-penetración” aumentando la robustez del solver. Por ejemplo: nuevo algoritmo de contacto, nueva rigidez de contacto adaptativa, soporte de contacto en análisis transitorio, soporte de contacto con RESTART, etc..
• Añadir/Eliminar elementos: nueva capacidad de SOL401 que permite añadir o eliminar elementos durante el análisis en un determinado instante de tiempo. Por ejemplo, se puede simular un proceso de eliminación de material mientras el modelo está en carga. El software añade o elimina la masa y la rigidez asociada durante el análisis (el amortiguamiento no se puede añadir o eliminar). Además, SOL401 permite eliminar elementos en base al nivel de deformación unitaria (strain) en los puntos de integración del elemento. Esto es muy útil para simular la condición de ruptura del material. Se puede definir la estado de eliminación por deformación usando deformación no elástica (plasticidad y fluencia), o usando la deformación mecánica total (elastic+inelastic mechanical strain).
• “Arc-Length” en Análisis Estático: el método de control “Arc-Length” permite resolver problemas de análisis de Post-Pandeo de estructuras con inestabilidad “Snap-Back, Snap-Through“, cuya convergencia no se puede conseguir con el método de control clásico por Fuerza o Desplazamiento de “Newton-Raphson” (la opción “Arc-Length” sólo está disponible con “Case Type = 1..Static“).
Módulos SOL401/SOL402:
• Nuevos tipos de análisis vía SUBCASE: estático, vibraciones, no lineal dinámico, pandeo y precarga en tornillos.
Mejoras en Prestaciones:
• RDMODES: “Recursive Domain Normal Modes” (RDMODES) es un capacidad de cálculo en paralelo que utiliza tecnología de subestructurado para el análisis de frecuencias y modos de vibración de modelos a gran escala. Las prestaciones de RDMODES con el método Lanczos han sido mejoradas con Simcenter Nastran 2019.1, en especial cuando se calcula un gran número de modos. Además, se ha introducido un método alternativo de solución “in-core” más eficiente que el Método Lanczos para modelos que incluyan superelementos.
• SMP (“Shared Memory Parallel”) Mejorado: para mejorar las prestaciones de cálculo en paralelo con el método SMP el software ahora usa OpenMP (“Open Multi-Processing“) con paralelizado EMA (“Element Matrix Assembly“), optimizando el núcleo para obtener las mejores prestaciones de cálculo en paralelo. En versiones previas, EMA era un proceso en serie. Con la descomposición matricial ejecutada en paralelo a nivel de SMP, ejecutar EMA en serie se podía convertir en un cuello de botella limitando las prestaciones.
• Respuesta en Frecuencias (SOL108 y SOL111): selección automática del método de solución en función de diferentes parámetros como nº de modos, memoria RAM disponible, etc.., así como disponibilidad del nuevo solver Pardiso.
2.- Mejoras en Nastran (NX y MSC/MD)
Análisis de Pandeo (SOL105): Múltiples Casos de Carga
• En cálculo de Pandeo Lineal con NX NASTRAN (SOL105) ahora es posible definir múltiples SUBCASE vía STATSUB.
Con FEMAP V2019.1 se podrá utilizar el comando “MultiSet” disponible en el “Analysis Manager” para generar a partir de los casos de carga estáticos sus correspondientes “Buckling SUBCASE“.
3.- Ansys Interface
Presión No-Normal en Elementos 2D/3D con la orden SFE y elementos SURF153, SURF154 o SURF156.
Soporte de Bolt Regions y Bolt Preload con entradas PSMESH y SLOAD.
Random Vibration Analysis: soporta lectura/escritura para los comandos SPOPT, PSDUNIT, PSDFRQ, PSDVAL, PFACT, PSDCOM
4.- Abaqus Interface
Opciones Térmicas con Elementos GAP y CONTACTO: soporte para leer/escribir *GAP CONDUNCTANCE y/o *GAP RADIATION en las propiedades del elemento GAP pulsando el botón ABAQUS THERMAL.
Postprocesado de Resultados
1.- Flutter Analysis
Aero Mesh Displacements from Flutter
• Se ha añadido la capacidad de importar las deformaciones generadas por un análisis aeroelástico de “Flutter” y aplicarlas sobre la malla “aero” de paneles y cuerpos, visualizando la deformada usando las diferentes herramientas de postprocesado de resultados disponibles en FEMAP.
2.- Contour Plot
Nueva opción “Contour with Zero“
• Por definición FEMAP muestra contornos en color sólo en caras de elementos que tengan un resultado (opción “0..Show”), dejando visibles en pantalla el resto de elementos, pero sin ningún contorno en color.
• Ahora con la opción “1.. Hide” sólo se visualizan las caras de elementos con resultados, el resto se borran de pantalla, permitiendo identificar claramente la zona de máxima respuesta, muy útil en problemas de contacto o cuando algún elemento “fallece” debido a la funcionalidad “Element Birth/Death” disponible en algunos solvers.
• Con la opción “2..Contour with Zero” te ayuda a localizar resultados de presión de contacto que sólo exista en una cara en particular, pero oscurecida por otros elementos.
CAD Interfaces
Los siguientes interfaces de FEMAP se han actualizado para soportar los nuevos formatos de geometría:
Enlaces Interesantes
Espero que este artículo sobre las novedades de Simcenter FEMAP V2019.1 de SIEMENS PLM os resulte útil e interesante, cualquier pregunta sobre su utilización o instalación no dudéis en consultarme, encantado de responderos – Gracias!.
Saludos,
Blas.
Femap y Simcenter Nastran 