Il protagonista di questo seminario di oggi è Simcenter Femap versione 2021.1 è l’ultima versione del modellatore agli elementi finiti di Siemens che è stato rilasciato nel mese di dicembre 2020 e offre tutta una serie di miglioramenti rispetto alla versione precedente.
 
Femap è un software di lunga data, nel senso è stato sviluppato da oltre 35 di sviluppo, ed è uno strumento pensato per gli analisti agli elementi finiti. Quindi non è un CAD, non è un modellatore geometrico, è uno strumento che permette di passare rapidamente da una geometria 3D, pensata magari per andare in produzione, quindi realizzata anche col CAD, a una geometria e una mesh agli elementi finiti, una geometria idealizzata e una mesh agli elementi finiti. La maniera con cui si ottiene questo passaggio, di versione in versione viene migliorata introducendo nuove funzionalità e cercando di accorciare il tempo che richiede il passaggio da il punto di partenza che è la geometra CAD, al punto di arrivo che è il modello agli elementi finiti e ai suoi risultati.
 
Che cosa c’è di nuovo all’interno di Femap? Femap dicevamo è un’ambiente di modellazione agli elementi finiti il suo punto di forza è proprio aiutare l’analista a passare rapidamente dal CAD al modello FEM e questo ovviamente, la parte principale che ci interessa è la fase del pre-processing.

Mesh Control Explorer
All’interno di Femap ci sono vari criteri per idealizzare la geometria che viene importata, un problema è quello di riuscire a mantenere il controllo della geometria quando si creano modelli con elementi shell e per gestire diciamo le superfici che sono disconnesse tra di loro.
All’interno della versione 2021.1 è stato introdotto un nuovo pannello che si chiama Mesh Control Explorer che permette di connettere a livello logico geometrie che sono disconnesse tra di loro, in maniera tale da garantire la continuità della mesh senza per forza di cose dover fondere insieme le varie geometrie.
 
Meshing Toolbox
Adesso sugli elementi solidi è possibile utilizzare i comandi della Mashing Toolbox come il sizing. Per cui i comandi di sizing funzionano anche con le mesh a esaedri.
 
Mesh Interference Checking
Uno strumento per andare a verificare le interferenze tra le varie mesh, era già presente nelle versioni precedenti, adesso è stato migliorato e da la possibilità anche di creare un gruppo contenete gli elementi, crearlo in automatico piuttosto che una finestra di dialogo successivamente.
 
Geometry Curve Centerline
Per quanto riguarda la modellazione con elementi beam dentro Femap è presente un comando che permette di estrarre l’asse neutro degli elementi trave quindi la Geometry Curve Centerline, questo comando è stato migliorato e adesso è in grado di gestire non solo le linee, i segmenti rettilinei, ma anche qualsiasi tipo di forma complessa, anche le splines.
 
Overlap Repair
Quando i rinforzi non sono perfettamente coincidenti, può capitare che le superfici abbiano delle sovrapposizioni. Adesso c’è un comando, l’Overlap Repair che divide le superfici eliminando di fatto l’overlap. Poi probabilmente la superficie richiede comunque degli ulteriori trattamenti prima di essere meshata, però già rimuove uno dei problemi più comuni quando si ha a che fare con geometrie di questo tipo.
 
Connessione con Excel
La connessione con Excel permette di gestire in maniera dinamica i dati da Femap verso Excel e da Excel verso Femap usando l’interfaccia grafica di Excel. Quindi se l’operatore ha più familiarità con Excel rispetto a Femap può utilizzarlo per l’inserimento dei dati in maniera interattiva.
 
Sta cambiando la modalità di Picking
Nella versione 2021.1 di Femap, il processo di selezione è stato parallelizzato, quindi questo rispetto alla versione 2020 permette di accelerare da 5 a 10 volte o da 5 a 15 volte, a seconda del criterio di selezione che sto utilizzando e quindi Femap è molto più reattivo.
 
Match Colors
È stato aggiunto il comando Match Colors quando vado a cambiare il colore alle entità. Dove io vado a selezionare le superfici, i solidi o gli elementi per accoppiare il colore delle entità che ho selezionato. Prima bisognava ricordarsi il colore che volevo cambiare adesso posso andare a fare un picking di un’altra entità nel modello per fare l’assegnazione del solito colore.
 
Evaluate Group
Miglioramenti nella gestione delle liste all’interno dei gruppi. Con Femap adesso si fa un Evaluate Group per verificare che le selezioni che sto verificando siano diciamo tutte valide.

Per quanto riguarda il post-processing Femap da la possibilità di utilizzare già da un paio di versioni, forse tre, gli elementi piramide per gestire la transizione tra gli esaedri, esa e brick e wedge, e i tetraedri. Per cui le piramidi sono, come dice il nome, dei solidi con una base quadrata, una faccia quadrata e quattro facce triangolari. Questo permette di gestire la transizione tra due tipi di formulazione di elemento diverse avendo una mesh congruente. Tra le altre cose Femap dà la possibilità di avere i brick lineari attaccati a tetra parabolici e gli elementi di transizione, queste piramidi, sono degli elementi ibridi che permettono di gestire il passaggio delle informazioni.
 
A livello di solutore non ci sono problemi, fino alla versione precedente si creavano delle situazioni per cui Femap non mappava correttamente i risultati, non faceva l’averaging quando c’era il passaggio da brick a piramide e tetra. Con la versione nuova tra i criteri di averaging è stata data la possibilità di mescolare elementi di ordine differente, quindi brick lineari con il tetra parabolico e di vedere l’andamento degli stress continuo e morbido all’interno del post-processing.

Come sapete Femap è un software che supporta praticamente tutti i software commerciali agli elementi finiti, quindi non solo Nastran di Siemens e di MSC e di Autodesk, ma anche Abaqus, Ansys e cosi via. Ci sono delle schede, dei pannelli, all’interno di Femap, dove per garantire la compatibilità vengono mostrate tutte le possibili opzioni per tutti i possibili solutori. Adesso è possibile filtrare soltanto le opzioni che ci interessano per il modello che dobbiamo fare e per il solutore che abbiamo a disposizione.
Per quanto riguarda i vari solutori, per Simcenter Nastran è stato migliorato il supporto dell’analisi di DDAM.
 
Ecco una cosa interessante per gli utilizzatori Abaqus. Una cosa che faceva Femap nelle versioni precedenti era quella di fatto con le etichette di riscriversele come piaceva a Femap, tutto uppercase, adesso le etichette delle proprietà per Abaqus sono case sensitive e quindi importando un modello Abaqus dentro Femap 2021.1 le etichette vengono preservate e soprattutto sono preservate in fase di esportazione. Per cui leggendo delle proprietà particolari come il contatto, Femap le rinominava in fase di lettura, quindi questo creava dei problemi di compatibilità per alcuni clienti. Adeso invece le etichette sono tutte preservate e quindi il modello Abaqus così come entra in Femap viene poi riesportato.
 
Una parentesi molto rapida su MSC Nastran SOL 400. Di fatto hanno lavorato molto per migliorare il supporto della SOL 400 di MSC Nastran, per cui dal punto di vista di gestione dei contatti, gestione dei materiali, proprietà, filtering, collegamento delle varie SOL per creare, essendo anche questo un solutore multistep, la sequenza di analisi, queste cose sono state migliorate.

Ovviamente legate a tutti questi miglioramenti, sono stati introdotti dei nuovi comandi e delle nuove API per gestire le informazioni legate a MSC Nastran la SOL 400 e anche nuovi metodi per l’identificazione diciamo invece di usare la funzione Count per guardare se un determinato vettore, un determinato oggetto è pieno, è vuoto, ha un solo oggetto o ne ha più di uno ci sono degli attributi IsNotEmpty, HasOne, HasMultiple, che permettono di rendere un po’ più snella la programmazione dell’API.