Femap — независимый от САПР пре- и постпроцессор от Siemens PLM Software для проведения инженерного анализа методом конечных элементов (МКЭ) (Finite Element Analysis — FEA). Это означает, что Femap является связующим звеном между пользователем и решателем — ядром, осуществляющим вычисления в задачах инженерного анализа. Система Femap, интегрированная с решателем NX Nastran, работает на базе Microsoft Windows, входит в линейку продуктов Velocity Series и является независимой полнофункциональной средой для моделирования, имитации и оценки результатов анализа характеристик изделия.^[1]

Краткое описание

Система Femap на базе решателя NX Nastran позволяет: проводить анализ динамики и прочности конструкций, машин и сооружений, получать решение нестационарных нелинейных пространственных задач, задач механики композитов и композитных структур, строительной и технологической механики, проводить анализ теплопереноса, получать решение задач механики жидкости и газа, связанных многодисциплинарных задач.

Базовые модули Femap с NX Nastran позволяют проводить основные виды инженерного анализа, такие как линейный статический анализ, анализ частот и форм свободных колебаний, анализ потери устойчивости конструкций, анализ задач стационарного и нестационарного теплообмена, базовые возможности нелинейного анализа. Базовый нелинейный анализ включает учет таких нелинейностей, как геометрическая (большие деформации, перемещения, следящие нагрузки) и физическая (учет нелинейных материалов — пластичности, ползучести, вязкоупругости), учет контактного взаимодействия при малых перемещениях — «линейный» контакт, учет контакта с условием сплошности. Расширенный нелинейный модуль (Advanced Nonlinear) используется при анализе больших нелинейностей (в том числе деформирование [Эластомер|эластомеров], учет пространственного контактного взаимодействия), сочетании различных видов нелинейностей, а также при моделировании и расчете быстропротекающих нелинейных динамических процессов на основе явной схемы интегрирования.^[2] Femap включает три дополнительных модуля : Femap Flow Solver — позволяет осуществлять анализ гидро- и газодинамики; Femap Advanced Thermal Solver — предоставляет набор возможностей для анализа тепломассопереноса, включая моделирование жидкостных каналов, связанной конвекции и анализ гидро-, газодинамических потоков; Femap Thermal Solver — решение для температурного анализа и анализа теплопереноса.^[3]

Femap используется специалистами проектных организаций для моделирования сложных конструкций, систем и процессов, таких как, спутники, самолеты, электронная аппаратура военного назначения, тяжелое строительное оборудование, подъемные краны, морской транспорт и технологическое оборудование. Femap обеспечивает решение сложных задач инженерного анализа в различных отраслях, например, таких как авиационно-космическая, вертолетостроение, оборонная промышленность и судостроение.^[4][5][6]

История разработки

1985 — основание корпорации ESP (Enterprise Software Products), Femap первоначально разработан как пре- и постпроцессор к Nastran. 1999 — SDRC (Structural Dynamics Research Corporation) приобрела ESP 2001 — EDS (Electronic Data Systems) приобрела SDRC (Structural Dynamics Research Corporation). Unigraphics Solutions вошла в состав корпорации EDS, которая образовала специальное подразделение для развития PLM-решений — EDS PLM Solutions. 2004 — EDS продала EDS PLM Solutions частной группе компаний, состоящей из Bain Capital, Silver Lake Partners и Warburg Pincus. 2007 — UGS была приобретена концерном Siemens, была создана компания Siemens PLM Software, которая стала частью подразделения Siemens Automation & Drives Division.

Разработка Femap продолжается в качестве независимого от используемого CAD-пакета и решателя приложения, которое доступно совместно с решателями Siemens PLM Software (NX Nastran, Femap Thermal Solver, Femap Flow Solver) или отдельно, и обычно используется с независимыми решателями такими как NEi Nastran, LS-DYNA, ANSYS и Abaqus.

Основные характеристики

• Расчет методом конечных элементов с возможностью моделирования реального поведения сложных технических систем
• Интеграция с Nastran
• Поддержка независимых от применяемого решателя расчетов обеспечивает возможность использования других решателей при работе над сложными задачами инженерного анализа
• Средства настройки (программные файлы,VB) для автоматизации часто повторяемых расчетных задач
• Масштабируемость от Femap Express, поставляемого вместе с Solid Edge, до Femap

В декабре 2008 г. Siemens PLM Software объявила о начале поставок 10-й версии системы Femap. Femap V 10 позволяет создавать конечно-элементные модели по данным из САПР на основе нового подхода построения сеток. Полноценные пространственные генераторы позволяют создать качественную КЭ-сетку с первого раза. При этом они не ограничены лимитами параметрических генераторов сеток. Генерация КЭ-сетки в режиме реального времени дает больший контроль над ней и сокращает общее время построения КЭ-модели, а проверка качества элементов после каждой операции позволяет контролировать точность будущих результатов. Средства подготовки и очистки геометрической модели позволяют создавать адекватные КЭ-модели с необходимой степенью детализации.^[7][8]

Поддержка NX Nastran

Система Femap основана на базе решателя NX Nastran, который позволяет осуществлять решение различных задач, вплоть до сложных нестационарных нелинейных процессов, описываемых системами нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных. Решатель NX Nastran — ядро, в котором осуществляется численное решение этих систем уравнений.

История создания системы инженерного анализа Nastran уходит в начало 70-х годов ХХ столетия. Она была разработана Национальным агентством по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) специально для проведения анализа и проектирования средства выведения «Сатурн-5». Nastran расшифровывается как NASA STRuctural ANalysis. Выпуск первой коммерческой версии системы состоялся в 1972 году.

В Femap 10 улучшена интеграция с решателем NX Nastran, включая поддержку осесимметричных и тетраэдральных элементов, новых видов сварных швов и крепежа, контактных элементов с различными условиями.^[9]

Поддержка 64-разрядных систем

Новая версия Femap поддерживает как 32-, так и 64-разрядные системы. Возможность использования 64-разрядных операционных систем позволяет работать с большими КЭ моделями без ограничений выделения оперативной памяти.

Источники