Femap仿真分析

        Femap 是基于Windows平台的、全球领先的高级有限元分析解决方案，解算器为NX Nastran。该解决方案独立于CAD系统，可以读取所有主流CAD系统数据，其强大的功能涵盖线性分析、模态分析、失稳分析、热传递分析、非线性分析、动力学分析、优化、流体分析等，能够满足从最简单到最复杂的有限元分析需求。从90年代推出至今，Femap已经在全球各行业超过10000家企业应用。

 

 

        Femap + NX Nastran是Siemens Industry Software家族的业界领先的高级有限元分析软件。该解决方案由两部分组成，即前后处理器Femap和解算器NX Nastran。

        Femap以Parasolid为内核，具有近20年专注于有限元建模领域的工程经验，有助于用户将复杂的模型建模简单化，其基于Windows 的特性为用户提供了强大的功能，且易学易用！Femap 产品被广泛地应用于多种工程产品系统及过程之中，例如：卫星、航空器、重型起重机、高真空密封器等。Femap 提供了从高级梁建模、中面提取、六面体网格划分，到功能卓越的CAD 输入和简化的工具。

 

转子动力学分析
 

        概述：

        转子动力学分析主要解决旋转机械的动力设计，振动分析，故障诊断等问题。它的主要任务是：预计临界转速，预计转子不平衡引起的同步振动响应，预计开始失稳的门坎转速以及转子在加速或减速过程中的瞬态响应。

           

        技术亮点：

◆  NX Nastran 转子动力学是基于SOL110(复模态)实现的，支持非对称转子分析,可以分析航空发动机、压缩机、离心机、汽轮机、涡轮机和泵等旋转机械转子系统的陀螺力矩和动力学特性。

 

直接矩阵抽取编程DMAP
 

        概述：

        如果在虚拟产品开发过程中需要改进和拓展仿真功能，满足设计需要，请利用NX Nastran DMAP 模块，它能够帮助用户在NX Nastran 中实现其二次开发计划。

        技术亮点：

◆  DMAP能帮助用户改变或直接产生新的求解序列,通过矩阵的合并、分离、增加、删除，或将矩阵输出到有限元后处理、机构分析、测试相关性等一些外部程序中,DMAP 还允许在NX Nastran 中直接执行外部程序。另外,用户还可利用DMAP 编写用户化程序,操作数据库流程。此外，还可以调用NX Nastran 提供的上百个功能和预处理模块，并可以实现条件语句If-Then-Else 和循环。

 

设计优化
 

        概述：

        每个制造商都希望设计制造的产品不光具有创新性，而且其性能也能达到要求。利用优化技术，工程师能够优化设计，用最少的花费得到尽可能最好的结果。由于你的设计可能有许多变量，且变量之间的关系也很复杂，要想通过手工的迭代来得到一个优化设计是很盲目的。NX Nastran —优化模块能比较设计与目标性能的差异，通过自动迭代过程，将你从优化产品设计的繁重任务中解脱出来。

        技术亮点：

◆  设计优化和敏感度分析能够应用于很多分析类型

◆  高效率的优化算法能够使用大量的设计变量，对大模型很有效

◆  响应可以是设计目标也可以是性能约束

◆  用户自定义方程可以让你将设计目标、约束和属性综合考虑

 

热分析

 

        概述：

        NX Nastran Thermal增加了热分析的功能，为用户提供了快速的、精确的复杂热力学工程问题的求解方案，以其高端的视觉功能，将以往热力学专家依靠感觉和经验制作的视觉表现很差的数学模型可视化。

 

        技术亮点：

◆  使用基于数值技术的分析分法，使得热问题的求解变得更加容易，包括：热传导分析、热辐射分析、热耦合分析、热对流（自然、强制对流），以及相位改变等。领先的求解技术对于具有挑战性的工程问题快速提供了真实的、可靠的、精确的结果。

 

热传递分析
 

        概述：

        Femap + NX Nastran 提供的热传导用于稳态和瞬态热分析设计。该功能也可和NX Nastran 结构分析结合使用，以执行热应力分析。

        如果产品中的温度变化以及热流可能影响其性能，在数字仿真过程传热应占据主要部分。传热可能涵盖从全局能量平衡的系统级分析到与温度和热应力极限等级相关的详细分析。用户可通过它研究线性或者非线性问题、稳态或者瞬态效应，以及三种类型的传热方式（传导、对流和辐射），显示与每一个方面相关的特性。                         

 

        导热：

◆  温度相关的传导性

◆  温度相关的比热

◆  各向异性热传导性

◆  相变的潜热

◆  温度相关的内部产生热量

◆  加权温度梯度相关的内部产生热量

◆   时间相关的内部产生热量

 

        自由对流边界：

◆  温度相关的传热系数

◆  加权温度梯度相关的传热系数

◆  时间相关的传热系数

◆  非线性功能形式

◆  加权薄膜温度

 

        强迫对流：

◆  管道流体流场关系

◆  温度相关的流体粘度、传导性和比热

◆  时间相关的质量流速

◆  温度相关的质量流速

◆  加权温度梯度相关的质量流速

 

        空间辐射：

◆  温度相关和波长相关的辐射系数

◆  扩散３维视因子计算，考虑自身和别的物体的遮挡

◆  自适应的视因子计算

◆  网络视因子

◆  用户提供的交换因子

◆  辐射矩阵控制

◆  多重辐射的考虑

 

        作用的热载荷：

◆  方向和表面法向热通量

◆  节点功率

◆  温度相关和加权梯度相关的热通量

◆  时间相关的热通量

◆  时间边界条件

◆  温度初始条件

 

屈曲分析
 

        概述：

        屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷等问题。

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        线性屈曲：又称特征值屈曲

◆  固定的预载荷

◆  惯性释放
 

        非线性屈曲：又称特征值屈曲

◆  大变形等几何非线性失稳

◆  材料非线性的弹塑性失稳

◆  非线性后屈曲(snap-through)分析

 

气动弹性及颤振分析
 

        概述：

        空气弹响应分析计算结构在风场中的响应，作为NX Nastran 基本分析模块的一个可选补充模块，静态气动弹性响应分析运用常规有限元算法。输出结果包括应力、约束力等。经常运用在控制系统分析和涉及气动弹性的设计中，人们所知的飞机、直升机、导弹、斜拉桥乃至高耸的电视发射塔、烟囱等都需要气动弹性方面的计算。

     

        技术亮点：

◆  全面的气动弹性分析功能

◆  一整套适用于马赫系数范围的气弹动力算法

◆  静态气弹响应分析运用常规有限元算法，输出结果包括应力、约束力经常运用在控制系统分析和涉及气动弹性的设计中

◆  空气动力颤振分析考虑空气弹性问题的动力稳定性，输出变化载荷激励下的结构响应。

 

流体分析
 

        概述：

        NX Nastran Flow －流体分析增加了计算流体动态（CFD）分析的求解功能，能够快速有效地解决复杂的CFD问题。

        技术亮点：

◆  算法采用了久经考验的Multi－Grid计算方法，支持紊流、湍流，低速和高速可压缩流动，强制流动，以及混合流动，支持多入口、出口和内部流动边界条件，支持结构和非结构网格划分，能够和热分析、结构集成使用，满足用户的多物理场求解需求。

 

静力分析
 

        概述：

        静力分析有限元分析的基础。NX Nastran 的静力分析功能支持全范围的材料模式，包括：均质各向同性材料、正交各项异性材料、各项异性材料和随温度变化的材料等。

          

        技术亮点：

 

◆  具有惯性释放的静力分析：考虑结构的惯性作用，可计算无约束自由结构在静力载荷和加速度作用下产生的准静态响应。

◆  非线性静力分析：大变形几何非线性、塑性和蠕变等材料非线性、考虑接触状态的边界非线性等。

 

 

基本非线性分析
 

        概述：

        Femap + NX Nastran提供的基本非线性分析可用于分析具有几何非线性（即大变形）或者具有材料非线性特性的模型。还可仿真点之间接触的非线性。

        用户使用这种基本的非线性功能可评估线性分析中使用的小位移和线性材料假设是否准确。

        几何非线性特性：

◆  大变形

◆  超弹性材料的大应变

◆  后置屈曲

        材料的非线性特性：

◆  塑性

◆  超弹性

◆  热弹性

◆  粘弹性（蠕变）

        自动的求解方法_静力学：

◆  载荷控制方法

◆  位移控制方法

◆  自适应载荷增量

        其他功能：

◆  静态和瞬态求解

◆  重启动分析

◆  线性和非线性分析中相同的单元类型

◆  间隙单元的点点接触

 

高级热分析
 

        概述：

        NX Nastran Advanced Thermal Solver是对基本热分析的一个补充。

        技术亮点：

◆  在基本热分析的基础上增加了红外线及太阳光的镜面反射的热力学计算功能；流热耦合的计算功能；日照分析；卫星轨道热分析等功能。

 

高级非线性分析
 

        概述：

        NX Nastran Advanced Nonlinear—高级非线性模块可以分析材料非线性、几何非线性（大变形）或者多个部件间的相互接触的模型。这意味着你可以分析非线性小应变弹性，大应变超弹性、塑性、粘弹性（蠕变）、非线性屈曲以及类似翘曲(snap-through) 的后屈曲问题。你还可以利用NX Nastran 非线性功能进行非线性正则模态问题求解。你可以利用NX Nastran 的一个附加模块——基本模块的非线性功能仿真大变形问题；更好地理解产品材料接近或达到屈服和塑性状态时的特性；研究蠕变；仿真两个或者多个部件碰撞（间隙、滑移和高速碰撞）；仿真非线性屈曲。

         技术亮点：

◆  材料非线性

◆  几何非线性

◆  边界条件非线性

◆  自动求解方法

◆  与线性分析完全兼容

◆  从线性分析到非线性分析转换方便

◆  高效率数字过程

◆  整体—局部分析

 

动态响应分析
 

        概述：

        NX Nastran Dynamic Response — 动响应分析能计算出时域或者频域载荷激励下的动态响应值，是作为基本分析模块的线性静态分析能力的一个补充可选项。动响应分析在不同行业占有重要的地位，例如用来评估飞机乘客以及驾驶状态下汽车乘客的舒适程度。在汽车行业用来确定发动机频率或则来自路面的激励是否会造成车身局部结构的响应震动，例如驾驶杆或则座位上的震动。评估消费品以及其它高科技电子产品设备运行的震动影响。

         技术亮点：

◆  各种动态响应类型（瞬态响应、频率响应、谱响应、随机响应）

◆  支持动态响应分析的所有单元库

◆  很多阻尼类型全面的特征值求解算法

◆  包括时域和频域激励的所有加载方式

◆  高效的动态响应计算方法

◆  有效的动态响应值复原方法

◆  有效的大模态解算方法

◆  设计敏感度分析用于评估设计变动对结构动态响应的影响程度

◆  和很多软件具有数据转换接口

◆  解决复杂问题的高级动态

◆  响应分析能力

◆  处理大量数据X-Y 图形格式能力

 

模态与特征值分析
 

        模态和特征值分析是动力学分析的基础，是结构多种动态行为的判据。模态分析功能同样支持全范围的材料模式,包括：均质各向同性材料、正交各项异性材料、各项异性材料和随温度变化的材料等。

        技术亮点：

◆  正则模态

◆  复特征值，可用于转子动力学分析

◆  非线性正则模态

◆  膨胀、旋转或预应力结构

 

NX Nastran解算器关键特性
 

        概述：

        NX Nastran 是优质的计算机辅助工程（CAE ）工具，是具有高度可靠性的结构有限元分析软件，有着近40年的开发和演进历史，并通过50000多个用户的长期工程应用的验证。

        NX Nastran因其广泛应用及准确性和计算结果的精确性，其输入输出格式及计算结果已经成为当今CAE的工业标准。几乎所有的CAD/CAM系统都相继开发与NX Nastran的直接接口。NX Nastran的计算结果通常被视为评估其他有限元分析软件精确度的参照标准，同时也是处理大型工程项目和国际招标的首选有限元分析工具。

        应用：

        全球主要的制造业者依靠它来满足严格的工程计算需要，在不断减少设计周期所耗时间的同时，做到安全，可靠，并优化设计。在30 多年的时间里，Nastran 已成为几乎所有重要的工业领域分析解决方案的最佳选择，这些领域包括航空航天、国防、汽车、船舶、重型机械、医疗设备及零售业。Nastran 被公认为压力、振动、结构故障、热传导、噪音/ 声学、气动弹性等方面计算机辅助设计分析的工业标准。