Nueva Versión de FEMAP V12

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Nos complace informar que la nueva versión del software de Análisis por Elementos FEMAP V12.0 (Octubre 2018) incluyendo el solver NX NASTRAN V12.0 está disponible para descarga desde el GTAC de SIEMENS PLM. Los DVD de FEMAP V12.0 se enviarán en breve a todos los clientes bajo mantenimiento activo. Téngase en cuenta que tras el lanzamiento de la versión de FEMAP V12 ya no se enviarán más DVD de forma automática a los Clientes bajo Mantenimiento, por lo que todas las actualizaciones se deberán descargar desde el GTAC de SIEMENS PLM.

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Reunión de Usuarios de FEMAP V12

Jornada Técnica gratuita donde se presentarán las principales novedades de la nueva versión del software de Análisis por Elementos Finitos FEMAP V12 desarrollado por SIEMENS PLM Software. Todos los usuarios de FEMAP están invitados a conocer lo último en tecnología CAE de Mallado y Análisis por Elementos Finitos (FEM/FEA) con FEMAP V12 y NX Nastran V12. En esta reunión podrás conversar con nuestros especialistas y compartir todas tus inquietudes respecto a las soluciones CAE de FEMAP y NX Nastran de SIEMENS PLM, así como intercambiar experiencias con otras empresas y usuarios.

Haz Click aquí:

 

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Diseño Generativo (Optimización Topológica) con Solid Edge ST10

El nuevo módulo de Diseño Generativo (Generative Design, es decir, Optimización Topológica) es una pieza clave en la familia de herramientas de Diseño Mecánico 3-D de Solid Edge ST10 desarrollado por SIEMENS. El futuro del desarrollo de productos 3-D ya está aquí, ya es una realidad total, y trae consigo una integración perfecta de piezas y cuerpos a base de mallas STL con los componentes B-REP de modelado sólido 3-D más tradicionales.

La tecnología de Modelado Convergente (Convergent Modeling) de Siemens ofrece las mejores soluciones para Diseño Generativo, Fabricación Aditiva e Ingeniería Inversa para superar los desafíos de diseño y los retos de fabricación más extremos y complejos, de la forma más rápida y eficiente.

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Felices Fiestas y Próspero Año Nuevo 2018

Desde IBERISA queremos desear a todos nuestros clientes y amigos que paséis una fiestas divertidas y entrañables en compañía de la familia, amigos, mascotas y demás seres queridos, y que el próximo año 2018 venga lleno de grandes alegrías y éxitos en el trabajo; y salud, mucha salud, que al final es lo que más importa!!.

Cómo se hizo (“Making-Of”)

Todo empezó en Solid Edge ST10 donde utilizando la orden PERFIL DE TEXTO se genera una operación sólida 3-D de extrusión del texto “zorionak” (significa “felicidades” en Euskera) escrito en pantalla. La fuente de texto utilizada es la Lucida Handwriting para conseguir que todas las letras de la palabra “zorionak” estén unidas entre sí para formar un sólido único. Bueno, casi todo menos la letra “i” por culpa del punto, al final nos queda una pieza con tres sólidos.

El modelo CAD 3-D sólido generado en Solid Edge S10 se importa en FEMAP V11.4.2 y se crea la geometría sólida de unión entre las letras “r” e “i“, así como la unión con el punto de la letra “i“, se simplifica la geometría en FEMAP usando la orden CleanUP y se deja todo listo para el mallado con elementos 3-D sólidos tetraédricos CTETRA de 10-nodos, mallando con al menos 3 elementos en el espesor de cada letra.

Y finalmente se aplica el material Aluminio 3004, se sujeta por los extremos y se somete el modelo FEM a un análisis estático lineal de peso propio con el solver NX NASTRAN V11.0.2, cuya animación de la deformada la tenéis en la siguiente imagen:

Pues nada, ¡imaginación al poder!.
Saludos,
Blas.

How to Mesh in FEMAP with HEX and TET elements

Hello!,
I have answered a question in the FEMAP FORUM about how to mesh with 3-D solid elements a complex assembly, here the requirement was to have at least 3 elements in the AIR VOLUME GAP between solid capacitors to capture with accuracy the fluid flow between components. The following picture shows the simplified geometry proposed by the end user and uploaded to the FEMAP Community to be used to show how to mesh with 3-D solid elements.

1.- HEX Meshing using SWEEP method

I have recorded a video where I teach how to mesh the above assembly using an alternate method to the classical one based in slicing solids and later use command MESH > MESH CONTROL > SIZE ON SOLID that automatically performs the multi-solid sizing in assemblies. Not, my alternative method is “manual” but not complex at all, basically we use the commands MESH > SWEEP followed by MODIFY > ASSOCIATIVITY > AUTOMATIC that allows to generate perfectly shaped hexahedral 8-nodes elements with excellent quality and very low reduced model size, valid only in such special cases where the geometry has a predominant direction of extrusion.

The first step in the model geometry preparation is to use command TOOLS > CONVERT UNITS because I noted the geometry was in meters, and the wall thickness of AIR GAP is only 2.54 mm, then to have 3 elements in the thickness the element size should be 2.54/3=0.85 mm (ie, 0.00085 meters). My experience tells me that working in meters in FEMAP is not recommended at all for both meshing and geometry reasons, the mesher can give error due to tight tolerances used internally by FEMAP. To help the conversion units more automatically search in the FEMAP directory where you have *.CT files like IDEAS_from_m_N_degK_to_mm_N_degC.CF that include all parameters to convert the full database of FEMAP (not only geometry, but also material properties, loads, etc..) from meters to milimeters:

The next step is to prepare the base 2-D mesh to sweep along a curve in the extrusion direction: the key is to use GEOMETRY > Curve – from Surface > Project command, first select the top surface and next select ALL curves to project over that surface, the result will be the following figure:

The next step is to mesh the splitted surfaces with 2-D Plot-Only elements: to arrive to a mapped mesh the key is to use MESH > MESH CONTROL > APPROACH ON SURFACE command and prescribe to all surfaces the option MAPPED – FOUR CORNER, the result after meshing is great, magic!, see next picture.

Next after using the MESH > SWEEP command the resulting HEXAHEDRAL 8-nodes 3-D solid elements will have an extremely good quality mesh, you can see yourself, the ASPECT RATIO = 1.0, perfect!. And the resulting model size is really, really low, the lowest possible. Also HEXAHEDRAL elements provide the best accuracy possible, they have superior performance to ANY other 3-D solid element, nothing compares.

The final step will be to use MODIFY > ASSOCIATIVITY > AUTOMATIC command, select ALL elements, next select ALL solids, and do not forget to activate the option DETAILED ASSOCIATIVITY SUMMARY, this will help you to control that not any element or node failed to associate with geometry. This command is great, in addition to the nodes and elements being associated to the main entity, they will then also be associated to the surfaces of solids, curves on those surfaces, and points on those curves allowing you to use geometry based commands in FEMAP (i.e., Loads and Constraints on geometry, any selection method using a geometric entity, etc.).

To learn more how to do it, please take a look to this video and enjoy!. By the way, sorry for my bad english speaking, I need to practice more!.

Also take a look to this another video, I have recorded as well to explain how to use HEX meshing with simply geometry solids, the idea was to explain how simple is to HEX mesh solids, then not need to think in meshing with tetrahedral elements all the time. The geometry is simply, I tried to explain basically the above geometry manipulation and meshing procedures. Ah!, enjoy the Country music.

And finally another example of HEX meshing using the great “MESH > SWEEP” command in FEMAP, in this case the solid part was meshed originally with TET10 elements resulting in a total model size of 49437 nodes: the same geometry meshed with HEX8 elements using exactly the same element size results in only 6872 nodes, a reduction of more than 86%, ie, meshing with TET10 elements will increase the model size in more than 7x times!! (enjoy the COUNTRY music again, I love it!, definitely I am a man of few words, better facts!!).

2.- TET Meshing using NonManifold-Add 

The next recorded video shows the Tetrahedral meshing approach that need to be followed with multi-solid assemblies where touching solid faces don´t have the same size. Here, I will show you how the two commands GEOMETRY > SURFACE > NonManifold-Add and GEOMETRY > SURFACE > RECOVER MANIFOLD GEOMETRY plays a critical role in cases where adjacent surfaces DON’T HAVE THE SAME SIZE: solid faces are coincident (touching each-other, yes), but if the two surfaces don’t have exactly the same size the mesh matching is not performed successfully, and the mesher will give errors of type “Unable to link mesh locations between Surface XXX and Surface YYY. Surfaces must be on same solid or coincident“.

To set the element size in multi-solid assemblies using the classical command MESH > MESH CONTROL > SIZE ON SOLIDS you need to SELECT ALL SOLIDS AT THE SAME TIME, and FEMAP will set a “slaved” mesh approach on surfaces that are adjacent to each other and with the same size. The user must ensure that the meshes on these two surfaces are identical. Setting one of the surfaces as a slave to the other insures a consistent mesh. This option automatically finds surfaces which are adjacent between multiple solids and slaves them to each other.

In cases where solid faces are touching each-other but don’t have the same size, simply run command Geometry > Surface > NonManifold-Add, select all solids and done!. The result will be ONENon-Manifold Solid Geometry”, an option in the Parasolid modeling kernel which creates “General Bodies” as opposed to regular solids (FEMAP solids). The command allows you to essentially Boolean Add solids to one another.

The key will be next to use immediately the command “Geometry > Surface > Recover Manifold Geometry“, here FEMAP will take the selected “general body” in your model and separate them into component “Manifold” Parasolid solids (FEMAP solids), maintaining the imprinted curves between touching surfaces, in summary, having coincident surfaces between solids with exactly the same size, and then the process of slaving mesh approach required to have consistent mesh between coincident surfaces will be successfully performed, OK?.

In the next video you can see that ALL solid bodies are initially perfectly cleaned, not any imprint exist, like the air component of the following image:

After using the command NonManifold-Add selecting all solids, followed by Recover Manifold Geometry then all components are each-other imprinted, see the result on the Air component:

It’s surprising how the command NonManifold-Add that is used mainly to work with stitched surfaces to mesh with 2-D Shell elements plays an important role (together with Recover Manifold Geometry command) to mesh multi-solid assemblies with 3-D Solid elements. Well, take a look to the following video where I explain how to perform the meshing approach, I hope you understand perfectly the workflow, if you have any question please do not hesitate to contact me, it will be a pleasure to be of help!!. Ah!, again the system of units here is critical, more than ever, working in millimeters is mandatory, forget at all to use meters. If for any reason you need to work in meters (typical in CFD jobs), first solve the meshing task in millimeters and when successful use command TOOLS > CONVERT UNITS to convert your model from millimeters to meters, OK?.

Saludos,
Blas.

 

FEMAP Stress Linearization Tool

En FEMAP tenemos una herramienta muy potente y valiosa para interpretar resultados de tensiones en modelos 3-D sólidos mediante la técnica de “Linealización de Tensiones” de acuerdo con la norma “ASME Section VIII, Division 2, Annex 5.A: Linearization of Stress Results for Stress Classification“, un código para recipientes a presión aceptado mundialmente que ofrece recomendaciones para el postprocesado de tensiones a partir de los resultados de un modelo de Elementos Finitos. El enlace de descarga es el siguiente: FSLT.zip (224 KB)

Una vez instalada la herramienta, abre FEMAP, carga un modelo sólido con resultados, haz clic en el ejecutable “*.exe” y verás que se abre un panel emergente a la derecha del modelo donde podrás seleccionar el set de resultados e introducir dos nodos para calcular la linealización de tensiones (siempre seleccionar primero el nodo interior y después el nodo exterior). El programa asume que las tensiones están calculadas en el sistema de coordenadas Global Cartesiano, no soporta tensiones en elementos sólidos calculadas en cualquier otro sistema de coordenadas de referencia.

Introducción a la Clasificación de Tensiones

El método de linealización de tensiones desarrollado en ASME VIII-2 nació para dar explicación a los diferentes tipos de tensiones que se producen en los recipientes a presión y que tienen diferente implicación en la seguridad del componente. Se observó que las tensiones de flexión son menos peligrosas que las tensiones de membrana, y que las tensiones locales en zonas de transición geométrica pueden ser mucho mayores que las tensiones globales (más de 2 veces!!). A pesar de los avances en Elementos Finitos el análisis de tensiones en recipientes a presión es todavía una tarea compleja, considerar únicamente las tensiones nodales máximas de vonMises no es correcto.

Línea de Clasificación de Tensiones, SCL

En el Método de Elementos Finitos (MEF) los resultados de tensiones en un modelo continuo mallado con elementos sólidos se obtiene una distribución de tensiones total. Por tanto, para producir tensiones de flexión y membrana la tensión total se debe linealizar en componentes básicas de la tensión y usarlas para calcular la tensión equivalente. En cambio, con elementos 2-D Shell las tensiones de flexión y membrana se obtienen directamente como resultados de tensión.

Una Línea de Clasificación de Tensiones (Stress Classification Line, SCL) es una línea recta que va desde el interior al exterior del componente, perpendicular tanto a la superficie interior como exterior. La siguiente imagen muestra diferentes ejemplos de Líneas de Clasificación de Tensiones (SCL) en modelos 3-D y 2-D planos Axisimétricos:

La siguiente imagen muestra algunas recomendaciones para crear correctamente SCL: deberán estar orientadas de forma perpendicular a las líneas de contorno de la componente de tensión de mayor magnitud. Sin embargo, como esto es muy complicado de implementar, se puede obtener una precisión similar orientando la SCL perpendicular a la superficie media de la sección transversal.

La herramienta de linealización de tensiones toma las tensiones nodales a lo largo de la línea y las divide en las siguientes componentes:

  • Tensión de Membrana, o tensión media (Membrane Stress): es siempre positiva, y no se puede decir si la tensión media es de compresión o de tracción (como ocurre con la tensión de Treska o de von-Mises). La tensión de membrana es habitualmente igual a la tensión admisible del código en áreas globales y 1.5 en áreas locales.
  • Tensión de Flexión (Bending Stress): es la diferencia de tensión entre el interior y el exterior.
  • Tensión de Membrana + Flexión: (Membrane + Bending): es la suma de los dos valores numéricos anteriores. El código ASME permite que la tensión de membrana + flexión sea mayor que la tensión de membrana sólo. En algunas zonas locales, la tensión de membrana + flexión puede ser mayor que el límite elástico del material.
  • Tensión de Pico (Peak Stress): es la tensión máxima a lo largo de la SCL. Es siempre positiva, pero no necesariamente mayor que la tensión de Membrana + Flexión. La Tensión de Pico habitualmente se usa para determinar la vida a fatiga en la SCL.

La siguiente imagen muestra las componentes de tensión de membrana, flexión y de pico de una distribución de tensiones 3-D a partir de los resultados de un modelo de elementos finitos mallado con elementos sólidos:

El programa “FEMAP Stress Linearization Tool” linealmente interpola las seis componentes de la tensión 3-D en múltiples puntos a lo largo de SCL. Calcula la Tensión de Membrana en los puntos de interpolación basado en la fórmula 1/t del documento ASME VIII-2. También calcula la Tensión de Flexión, que sólo usa la tensión en el plano perpendicular a SCL. Si se activa la opción “Full Component Bending” (ONse usan todas las componentes de la tensión, si no se activa (OFF) solo se usan las componentes en el plano. La Tensión de Flexión se calcula con la fórmula 6/t^2 del documento. La Tensión de Membrana + Flexión también se plotea a lo largo de la SCL, así como otros valores clave.

El programa “FEMAP Stress Linearization Tool” funciona con FEMAP V10.3.1 y FEMAP V11.0.X en adelante. Cada vez que selecciones dos nodos, o cambies de OUTPUT SET, o cambies cualquier otra opción, se actualiza automáticamente tanto el gráfico X-Y como los resultados, y una copia de los resultados se envía al PORTAPAPELES, así que si haces un PEGAR podrás ver lo siguiente:

La siguiente figura muestra un ejemplo de aplicación de la linealización de tensiones en modelos de Elementos Finitos mallados con elementos sólidos 3-D:

Si quieres saber más sobre Linealización de Tensiones te recomiendo visitar la web de Pressure Vessel Engineering en la siguiente dirección: http://www.pveng.com/FEA/FEANotes/NutsBoltsStress/NutsBoltsStress.php

También te recomiendo visitar la comunidad 3-D SIMULATION – FEMAP FORUM de SIEMENS donde tienes más información así como posibles actualizaciones sobre la herramienta FEMAP Stress Linearization Tool.

Saludos,
Blas.

FEMAP V11.4.1 (Octubre 2017)

 La nueva versión de FEMAP V11.4.1 está disponible para descarga desde el servidor GTAC de SIEMENS en la dirección http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/support/gtac/. Ir a Carga y Descarga de Archivos“, introduce to WEBKEY y en “Download > FEMAP > Full Products > V11.4.1” descarga la imagen en ZIP del DVD. Descomprimir en un directorio temporal y procede a la instalación de forma habitual (te recomiendo instalar en el directorio raíz C:\FEMAPv1141, nada de C:\Archivos de programa …).

FEMAP V11.4.1 corrige varios problemas de la versión V11.4 y añade pequeñas mejoras a funcionalidades ya existentes. Lo más interesante es que esta actualización incluye una nueva versión del solver NX NASTRAN V11.0.2, así que es muy importante y altamente recomendable que todos los usuarios de la versión V11.4 actualicen a la nueva versión V11.4.1. Los clientes que actualicen desde versiones previas de FEMAP deben instalar directamente V11.4.1, no V11.4.

FEMAP v11.4.1 es 100% compatible con v11.4, tanto a nivel de licencia como base de datos. Si tienes instalado FEMAP V11.4, te recomiendo de forma encarecida desinstalarlo e instalar la nueva versión de FEMAP V11.4.1

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Únicamente si estás actualizando desde una versión previa a V11.4 — Actualiza tu Licencia
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De forma similar a todas las versiones previas de FEMAP, los clientes con llave USB deberán actualizar sus códigos para poder ejecutar V11.4.1. Los clientes con licencia flotante FLEXlm deberán actualizar el gestor de licencias FLEXlm en el servidor y actualizar su licencia para correr FEMAP V11.4.1. Para actualizar la licencia deberás ir al GTAC con tu WEBKEY y descargar los nuevos códigos de licencia en la siguiente dirección:
https://www2.industrysoftware.automation.siemens.com/LicenseManagement/Application

En caso de tener problemas de descarga o instalación del software, o si necesitáis ayuda sobre cómo actualizar la licencia de FEMAP V11.4.1 no dudéis en consultarme, encantado de ayudarte, ¿OK?.

Saludos,
Blas.