Lo scopo di questo evento è quello di illustrare le funzionalità del software Femap per quanto riguarda una delle fasi principali della modellazione FEM che è quella del pre-processing, ovvero la preparazione della geometria e la creazione della mesh ad elementi finiti necessaria per l’esecuzione di un modello FEM.
Illustreremo sia funzionalità che sono presenti in Femap già da diverse versioni sia alcune novità che sono state introdotte recentemente con rilascio di Femap versione 11.

Per quanto riguarda le sfide offerte dalla modellazione FEM all’analista, essenzialmente la fase nella quale si spende più tempo di tutto il flusso di analisi, quindi la creazione della geometria, la creazione del modello, l’effettiva soluzione da parte del solutore e poi il post post-processing, la visualizzazione dei risultati, quella dove l’operatore spende più tempo e quindi quella che rappresenta il costo maggiore di tutto il flusso di lavoro è sicuramente la fase di pre processing che riguarda il passaggio da geometria da matematica CAD a schematizzazione agli elementi finiti, quindi la creazione del modello discreto.
Questa fase del pre processing coinvolge vari aspetti, i quali troveranno una risposta nel corso di questo webinar.
 
Una fase importante riguarda il trattamento della geometria che viene importata all’interno del processore. Una matematica CAD creata per andare in produzione, quindi che tiene conto di tutti gli aspetti realizzativi e produttivi del componente, nella maggior parte dei casi non si adatta all’analisi ad elementi finiti. Occorre una fase di ripulitura, semplificazione, idealizzazione del modello. Quindi partendo dalla geometria di partenza avere una geometria “addomesticata” sulla quale sia più semplice realizzare poi la griglia necessaria per l’analisi FEM.
 
Un altro aspetto importante per il pre-processing è quello di non accontentarsi della prima mesh che viene prodotta da un algoritmo automatico.
Gli algoritmi automatici, presenti anche in Femap, sono ottimi nella maggior parte dei casi, ma lasciano comunque il fianco scoperto in certe zone dove magari l’operatore desidera avere un livello di dettaglio diverso rispetto ad altre zone del modello.
Per cui è necessario manipolare la mesh o manipolare la geometria per poter introdurre questo tipo di divisioni, di criteri di meshatura e quant’altro.
 
Un altro aspetto importante è il fatto di, in ambienti aziendali, dover convivere con modelli FEM già esistenti, quindi dover utilizzare un modello ad elementi finiti del quale per qualche motivo non esiste una geometria di appoggio.
Per cui è necessario rimodellare un componente facendo una mesh più fitta, più grossolana, appoggiandosi soltanto a un’altra mesh agli elementi finiti.

Femap versione 11 per rispondere a diverse esigenze di modellazione agli elementi finiti offre vari strumenti.
 
Geometry Preparation
Un comando automatico che esegue tutta una serie di operazioni sulla geometria della parte utilizzando dei criteri di semplificazione, approssimazione, ripulitura, selezionati dall’operatore.
Semplicemente premendo un pulsante e rispondendo a un questionario in automatico Femap semplifica e ripulisce la geometria per poter creare quindi con un colpo solo il modello agli elementi finiti senza la necessità di dover perdere del tempo per manipolare manualmente la geometria.
 
Mid-Surface Extraction
Un comando molto utile soprattutto per quanto riguarda la gestione delle carpenterie e dei corpi in piccolo spessore.
Tipicamente nel CAD il progettista rappresenta i corpi in piccolo spessore con il loro effettivo volume, per cui sono corpi con una certa estensione superficiale, ma che hanno nella terza dimensione lo spessore molto più piccolo rispetto alle altre due. Quindi utilizzando anche un CAD con i suoi moduli di sviluppo lamiera è sicuramente una strada molto rapida per progettare il componente.
 
Per realizzare invece la mesh agli elementi finiti, per rappresentare correttamente un corpo in piccolo spessore, esistono degli elementi specialistici che sono gli elementi di tipo piastra, gli elementi shell.
Attraverso il Mid-Surface Extraction è possibile estrarre il piano medio dei corpi un piccolo spessore per modellare gli elementi shell effettivamente dove si trova il piano neutro di flessione dell’elemento.
 
Meshing Toolbox
Una raccolta di strumenti, di comandi, che sono sparpagliati anche nell’interfaccia grafica, però qui trovano un ambiente organizzato e organico per il trattamento della geometria e della mesh. Quindi permette all’utilizzatore di manipolare geometria e mesh per raggiungere rapidamente la griglia che ha in mente per realizzare l’analisi.
 
Geometry from Mesh
Un comando molto potente per ricostruire geometrie superficiali partendo da una mesh agli elementi finiti.
Questa è una funzionalità che è stata introdotta nella versione 11 per la prima volta. Permette in maniera molto semplice di ricostruire una geometria, anche complessa, partendo da una mesh ad elementi finiti.