ВВедение. Femap – это система, основанная на методе конечных элементов и предназначенная для расчета статических напряжений и деформаций

Femap – это система, основанная на методе конечных элементов и предназначенная для расчета статических напряжений и деформаций, устойчивости, определения собственных частот и форм колебаний, анализа тепловых установившихся и переходных процессов, а также задач статики и динамики в нелинейной постановке для широкого класса машиностроительных и других конструкций. Femap сочетает в себе мощные аналитические возможности процессора MSC/NASTRAN и легкость работы с графическим пользовательским интерфейсом среды Windows.

Геометрические модели для Femap, являющиеся основой конечно-элементных моделей, можно формировать как с помощью препроцессора самой системы, так и импортировать их из какой-либо другой CAD-системы, с которой Femap имеет интерфейс (форматы: DXF, IGES, ACIS, Parasolid, стереолитография). В любом из этих случаев система обеспечивает генерацию полной конечно-элементной модели на базе заданной геометрии. Возможности генерации конечно-элементных сеток (КЭС) в препроцессоре системы варьируются в широких пределах: от формирования сеток вручную, на основе указанных опорных точек, до полностью автоматической генерации сетки для сложных частей геометрической модели.

Необходимые для проведения анализа характеристики материалов и балочных сечений могут задаваться пользователем самостоятельно или выбираться из соответствующих библиотек, имеющихся в системе. Предусмотрена возможность моделирования практически всех типов материалов, включая композиты, гиперупругие и другие современные материалы.

Для моделирования внешних факторов, оказывающих влияние на конструкцию, в системе имеется большой выбор способов нагружения и закрепления конечно-элементной модели.

Кроме того, система может работать и с уже готовыми конечно-элементными моделями, которые были сформированы с помощью других систем и переданы в Femap с использованием соответствующих интерфейсов.

Перед проведением какого-либо расчета необходимо быть уверенным в правильности сформированной модели. Поэтому в Femap предусмотрен постоянный контроль процесса моделирования, который помогает избежать проникновения ошибок в создаваемую модель. Достигается это посредством визуальной обратной связи системы с пользователем. Кроме того, Femap располагает развитым набором средств для выявления и устранения ошибок, которые трудно или невозможно заметить визуально. Так Femap позволяет выявлять совпадающие (сдублированные) геометрические объекты, обнаруживать неправильные соединения элементов, рассчитывать массовые и инерционные свойства, оценивать условия закрепления модели. Каждый из этих методов может быть использован в любое время для обнаружения потенциальных ошибок, которые могут привести к ненужным временным и материальным затратам.

По окончании процесса формирования модели, с помощью системы Femap можно осуществить ее конечно-элементный анализ, построенный на алгоритмах, которые обеспечивают максимальную точность, скорость и достоверность решения.

Постпроцессор системы Femap располагает мощными средствами визуализации, позволяющими по завершении расчетов быстро обрабатывать полученные результаты, а также рядом инструментов для дальнейшей численной обработки этих результатов. Все существующие типы результатов можно изображать также в виде изолиний, а некоторые в виде эпюр и векторов. Любой тип данных может быть представлен и в форме графиков. Кроме того, Femap позволяет линейно объединять результаты предыдущих вариантов расчета, а также решать заданные пользователем уравнения.

Перед началом работы с системой необходимо отметить, что в ней нет привязки к какой либо системе единиц измерения и пользователь сам должен с этим определиться.

Обратите внимание на то, что Femap предполагает использование согласованной системы единиц измерения. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы в одной модели не происходило их смешение (например, использование сантиметров и метров в одной задаче недопустимо и др.)