Il primo aspetto, la prima funzione, la prima novità di Femap 2021.2 è quella della gestione di geometrie sfaccettate attraverso la modellazione convergente di Siemens.
Di fatto nella modellazione geometrica storicamente ci sono sempre stati due approcci distinti alla gestione della geometria. Da una parte l’utilizzo di rappresentazioni matematiche come equazioni analitiche per le superfici cilindriche e i piani o le NURBS per superfici generiche quindi una rappresentazione attraverso, sotto forma di equazioni che mettono in legame le coordinate nello spazio dei punti. Dall’altra parte l’utilizzo di geometrie triangolarizzate che sono tipicamente le geometrie utilizzate magari per la stereolitografia, file STL o anche per la stampa 3D.
 
Nel motore Parasolid, è stato sviluppato un nuovo approccio che permette di mescolare all’interno del solito modello geometrie definite attraverso equazioni e geometrie definite attraverso tassellazione, attraverso corpi sfaccettati. Questo approccio si chiama modellazione convergente.
 
Femap a oggi permette l’importazione di corpi con geometria ibrida quindi solidi e sfaccettati, ma non li può ancora creare. È una questione probabilmente di tempo, nelle prossime versioni sarà ampliato il supporto della modellazione convergente.
 
Per quanto riguarda l’utilizzo di questa nuova forma di geometria è possibile importarla attraverso i formati x_t e m_t per quanto riguarda i corpi Parasolid o attraverso i file binari di tipo parasolid (all’interno dell’albero appaiono rappresentati con questa simbologia: oltre ad avere la forma del cilindro che indica che è una geometria 3D è presente anche il triangolino per far capire che comunque contiene questo corpo anche delle parti sfaccettate).
 
Che cosa ci possiamo fare con questi corpi convergenti? Buona parte di quello che tipicamente si riesce a fare su una geometria 3D NURBS. Per cui riesco a effettuare raccordi, smussi, affettare, inspessire, fare comandi come l’Embed Face, estendere le superfici. Quello che ancora non si è in grado di fare è quello di andare a tappare, rimuovere delle facce e riempirle, come pure, per esempio andare a scavare dal pieno facendo un corpo in piccolo spessore quindi usando il comando shell.
 
Altra cosa che si riesce a fare combinando, lo ripeto in questo caso, parti sfaccettate con parti solide operazioni di tipo booleano quindi addizione e sottrazione, la possibilità di rimuovere le facce e poter andare a lavorare con i comandi di modellazione geometrica che tipicamente si utilizzano per definire i dettagli della meshatura come i Pad, i Washer, proiettare curve sulle superfici.
 
In particolare lavorando sulle geometrie di tipo triangolarizzato, un problema che si è manifestato agli sviluppatori di Femap è quello di riuscire a gestire in maniera efficace la mesh di queste superfici.
La soluzione è stata quella di implementare all’interno l’algoritmo di meshatura a triangoli per il remeshing delle superfici a triangoli di Star-CCM+ il software di analisi fluidodinamica di Siemens. Questo Triangle Remesh è in grado di trasformare una mesh a triangoli fatta con elementi anche fortemente distorti in una mesh triangolare di buona qualità.
 
Ora in Femap è stato implementato anche il quadrimesher di Star-CCM+ che permette, in questo caso, partendo da una geometria triangolarizzata, sfaccettata, quindi non pensata per fare l’analisi agli elementi finiti, permette di ottenere delle mesh a triangoli o a quadrilateri pronte per fare l’analisi agli elementi finiti.

Il body mesher, grazie al fatto che adesso sono disponibili questi due nuovi meshatori, a quadrilateri e a triangoli, che però non si basano sulla geometria, ma si basano su una triangolarizzazione della forma geometrica che voglio discretizzare è un approccio che permette di mescolare tutti e due questi metodi di modellazione.
 
Di fatto all’interno di Femap c’è la possibilità di utilizzare le vecchie procedure di meshatura, quelle rimangono e sono sempre utilizzabili esattamente alla solita maniera, ma viene offerta una possibilità in più attraverso questo body mesher è possibile utilizzarlo sia su geometrie esistenti quindi sulla matematica CAD invece di usare il vecchio mesher che si appoggiava sulla geometria, adesso posso usare eventualmente il body mesher, posso utilizzare un approccio di tipo mesh on mesh, quindi non importa che io abbia una matematica, una geometria per poter raffinare, infittire o rendere più grossolana una mesh, ma lo posso fare direttamente partendo dalla mesh. Posso utilizzare questo approccio anche per la meshatura delle superfici. Quindi questo body mesher che è un comando in più aggiunto nell’interfaccia grafica, lo posso applicare a geometrie, a mesh, a geometrie solidi, a mesh e a superfici.
 
Una cosa importante, il body mesher usa un approccio molto differente alla costruzione della mesh, il suo approccio è quello di cercare di creare mesh di ottima qualità prendendosi la libertà di approssimare la geometria. Quindi, questo vuol dire che il flusso di lavoro cambia.
 
Il body mesher non richiede la preparazione della geometria, io posso dargli una matematica o una superficie trangolarizzata qualsiasi o una mesh agli elementi finiti qualsiasi e lui è in grado di rifare una mesh, di rifarci sopra una mesh secondo i miei criteri. Essenzialmente devo definire soltanto la dimensione e alcuni criteri di tolleranza su quelli che sono i criteri di qualità e le tolleranze di scostamento rispetto alla geometria di partenza o alla mesh di partenza.
 
Giusto per dare degli esempi su un confronto tra mesher tradizionale e body mesher, il mesher tradizionale rispetta il criterio di meshatura che è stato dato, per cui se eventualmente voglio correggere questa geometria devo andare io a dividere la curva, mettere un punto qua sulla curva per dividere in due segmenti questo tratto. Il body mesher mi permette automaticamente di andare ad adattare la dimensione degli elementi localmente per andare a seguire in maniera più fedele la geometria di partenza.
 
Quello che probabilmente però interessa la maggior parte di voi è come posso utilizzare questa parte per modellare i solidi? In maniera molto semplice! È un comando che permette di bypassare tutta quella che era la procedura precedente. Quindi non ho più bisogno di fare il geometry preparation, non ho bisogno di usare la meshing toolbox per correggere i settaggi di meshatura locali e non ho bisogno di fare il comando di meshatura, semplicemente uso un unico comando Mesh Bodies.

Il Mesh Control Explorer è uno strumento che con pochi comandi permette di addomesticare praticamente qualsiasi tipo di geometria superficiale da modellare a shell con intersezioni fra le varie superfici.
 
In particolare quello che è stato introdotto è la possibilità di, con tutta una serie di evidenziatori che permettono di far vedere dove si collegano le superfici alle varie geometrie, dove ci possono essere intersezioni tra superfici e curve. La cosa importante è che ovviamente non da solo la possibilità di vederle, ma soprattutto di risolverle. Quindi automaticamente fare gli split delle curve, delle superfici, fare l’imprint per forzare, avere curve sulle superfici che possano forzare il passaggio della mesh tra le varie entità.

In Femap 2021.2 sono stati apportati dei miglioramenti sulla Meshing Toolbox.
In particolare è stata definita la possibilità di imporre non il numero di divisioni, ma la lunghezza, in unità di lunghezza dello spigolo degli elementi e quello che si chiamava prima “Set to” adesso è stato cambiato in “Set Number”.
 
Altra cosa che è stata implementata nella Meshing Toolbox, il point to edge. Prima l’unica opzione che c’era era quella di proiettare perpendicolarmente alla curva di destinazione il punto, adesso c’è una modalità di selezione che mi permette di definire un vettore di proiezione rispetto a cui fare lo split, lo stesso per quanto riguarda le superfici, quindi posso proiettare lungo un vettore, posso fare l’imprint della curva lungo un vettore piuttosto che rispetto alla normale alla superfice.

Il formato JT è un formato proprietario di Siemens che permette di visualizzare informazioni CAD e informazioni CAE con un visualizzatore gratuito che si chiama JT2Go.
Il nuovo miglioramento essenzialmente è quello di andare a poter salvare nel file JT più set di risultati in un unico file. Questa funzionalità è però fruibile soltanto per gli utilizzatori Teamcenter, in ogni caso è possibile con Femap comunque condividere i modelli 3D anche con chi non possiede Teamcenter, esportando però soltanto un set di risultati per volta.

Il JT esporta solo il modello completo o mi permette anche di esportare una porzione del modello per non dare tutto il modello FEM all’esterno?
Sì, lo fa in maniera molto semplice. Io posso creare un gruppo con le entità che voglio visualizzare. Save JT. Qui nel JTtoGo vado ad aprire un altro file dove è presente soltanto la porzione di modello che ho esportato e quindi fornisco al partner, ai colleghi, al fornitore soltanto la porzione che mi interessa condividere.
 
Il software JT2Go di Siemens da la possibilità di esportare i risultati su diversi layer?
No, non è possibile esportarlo su un pdf perché essendo un modello 3D non è un pdf, è un formato alternativo al pdf, però io posso comunque nella relazione magari mettere come allegato vari file JT ognuno con il tipo di visualizzazione che voglio rappresentare.
 
È disponibile il video what’s new completo di Siemens da cui è stato estratto questo video?
Si, è disponibile su YouTube.
 
Quando si va a fare una mesh 2D a shell da come opzioni tetra e quad, c’è la possibilità di avere una modalità mixed?
In realtà quando uso il quad l’algoritmo è un algoritmo ibrido, quindi tende a fare delle mesh di tipo quad dominant, prevalentemente con elementi quadrilateri in base ai criteri di qualità della mesh che vado ad assegnare Femap decide eventualmente di andare ad introdurre dei triangoli ogni tanto all’interno della meshatura.