Femap con NX NASTRAN - Básico constituye el paquete básico para la utilización empresarial de NX Nastran & FEMAP e incluye las potentes funcionalidades de análisis por elementos finitos de MSC.Nastran indicadas a continuación:
- Análisis estático lineal (SESTATIC SOL101).
- Análisis de frecuencias y modos de vibración (SEMODES SOL103).
- Análisis de pandeo lineal (SEBUCK SOL105).
- Transferencia
de calor, lineal y no lineal:
- En régimen permanente (NLSCSH SOL153).
- En régimen transitorio (NLTCSH SOL159).
- Análisis
no lineal básico:
- Estático (NLSTATIC SOL106).
- Dinámico (NLTRAN SOL129).
- Remaches y Soldaduras punto-a-punto.
- Contactos 3D lineal superficie-a-Superficie.
- Unión fija entre piezas (Glue Contact).
- Tornillos pretensados.
Capacidades
de análisis de “Femap con NX NASTRAN”
Características:
- Amplia variedad de cargas y potentes capacidades de análisis.
- Completa librería de elementos finitos incluyendo remaches y soldaduras punto-a-punto.
- Amplia gama de modelos de material lineales.
- Fácil combinación y adición de casos de carga.
- Paquete completo de solvers tanto directos como iterativos.
- Chequeo de la calidad del modelo de elementos finitos.
- Análisis de sensibilidad del diseño (cálculo estático, pandeo y frecuencias).
Definición
de Superficies de Contacto en FEMAP para análisis de contacto estático lineal
Opciones
de contacto lineal “superficie-a-superficie”
Tipos
de Cargas
Femap
con NX NASTRAN
- Básico
ofrece al usuario una amplia gama de modelos de material isotrópicos, ortotrópicos,
anisotrópicos y termodependientes, así como una serie de solvers (tanto
directos como iterativos) de máxima precisión y eficacia para el análisis de
diseños complejos y evaluación rápida de cambios extructurales y alternativas
de diseño. También permite un fácil combinación de casos de carga y manejo
de diferntes tipos de cargas, tales como cargas nodales, en puntos, curvas,
superficies y en elementos. Las cargas se aplican directamente a la geometría,
o en nodos y elementos (ver la tabla 2 para una lista completa de tipos de
cargas soportadas):
Capacidades
adicionales:
• Incluye una gama completa de métodos de solución de valores propios para cálculo de frecuencias:
- Lanczos
- Givens y Givens-Modificado
- Hoseholder y Householder-Modificado
- Iteración Inversa con chequeo de secuencia Sturm
- Todos los métodos pueden analizar modelos sin restringir
• Análisis de Sensibilidad para validación de cambios del diseño:
- Variables de diseño de tamaño y forma
- Restricciones y objetivos de diseño preseleccionados
- Objetivos
de diseño:
- Peso y volumen
- Restricciones
de diseño:
- Tensiones en elementos, deformaciones unitarias y fuerzas
- Desplazamientos, rotación y reacciones
- Frecuencias propias
- Carga crítica de pandeo
- Composites: deformación interlaminar, fuerzas e índice de fallo
- Restricciones de diseño definidas por el usuario
- Manejo eficiente de cientos de variables de diseño, restricciones y casos de carga en un mismo paso de cálculo.
• Solvers eficientes:
- Solver directo “Direct Sparse Matrix” rápido y eficiente con mínimo uso de espacio en disco.
- Solver iterativo PCG basado en elementos para resolver rápidamente grandes modelos estáticos mallados con elementos sólidos tetraédricos.
- Renumeración interna automática para reducir el ancho de banda.
- Opción de reinicio para aprovechar los resultados de cálculos previos.
- Procesado vectorial y en paralelo
Módulos
Adicionales
Femap
con NX NASTRAN
ofrece acceso a la gran mayoría de módulos avanzados de análisis de NX
Nastran
tales como:
- Dynamic Response: calcula la respuesta dinámica lineal y no lineal de la estructura a excitaciones (cargas o movimentos) variables en el dominio del tiempo o de la frecuencia.
- Superelements: juega un papel clave en la resolución de grandes modelos de elementos finitos al descomponer el problema en pequeñas subestructuras llamadas superelementos.
- Direct Matrix Abstraction Program (DMAP): módulo de programación que permite a los usuarios expandir NX Nastran con sus propias aplicaciones y módulos personalizados.
- Optimization: módulo de optimización que libera al usuario de la costosa tarea de mejorar manualmente el diseño automatizando la búsqueda iterativa del diseño óptimo.
- NX Nastran - Advanced NonLinear: ni más ni menos que el prestigioso programa ADINA de análisis no lineal avanzado del profesor Klaus-Jürgen Bathe, un completo programa no lineal con contactos 3D, grandes deformaciones, cargas función del tiempo y materiales no lineales, todo un lujo para los usuarios de NX Nastran !!.
- Rotor Dynamics: módulo de análisis dinámico que le permite al ingeniero desarrollar diseños que trabajen por encima de la velocidad crítica de giro en sistemas rotativos sujetos a fuerzas giroscópicas como la de Coriolis y fuerzas centrífugas que en general no están presentes en sistemas estacionarios
- Femap TMG Thermal Solver: añade a Femap capacidades básicas de cálculo de transmisión de calor por conducción, convección, radiación y cambios de fase.
- Femap TMG Advanced Thermal Solver: añade a Femap capacidades avanzadas de análisis térmico, tales como modelado de conductos y análisis acoplado de convección + flujo de fluidos.
- Femap TMG Flow Solver: añade a Femap capacidades para realizar análisis de mecánica computacional de fluidos (CFD).
- FEMAP TMG Structural Analysis Toolkit: Excelente complemento al postprocesador de FEMAP que permite acelerar significativamente la evaluación de resultados de NASTRAN, particularmente en grandes modelos con numerosos casos de carga.
Femap con NX NASTRAN - Análisis Térmico Básico permite resolver problemas de transferencia de calor con conducción, convección y radiación, en régimen permanente o transitorio, lineal y no lineal. Los resultados de temperaturas del módulo térmico pueden combinarse con el módulo estructural de NX Nastran para realizar análisis de tensiones térmicas.
Aplicación de FEMAP a la
resolución de problemas de transmisión de calor
Conducción
de Calor:
- Conductividad función de la temperatura
- Calor específico función de la temperatura
- Conductividad térmica anisotrópica
- Calor latente de cambio de fase
- Generación de calor interno función de la temperatura
- Generación de calor interno función del gradiente de temperatura
- Generación de calor interno función del tiempo
Convección
libre:
- Coeficiente de transferencia de calor función de la temperatura
- Coeficiente de transferencia de calor función del gradiente de temperatura
- Coeficiente de transferencia de calor función del tiempo
- Funciones no lineales
Convección
forzada:
- Relaciones de campo de flujo de fluidos en tuberías (re, PR)
- Calor específico, conductividad y viscosidad del fluido función de la temperatura
- Caudal másico función del tiempo
- Caudal másico función de la temperatura
- Caudal másico función del gradiente de temperatura
Radiación
al espacio:
- Emisividad función de la temperatura y de la longitud de onda
- Cálculos del factor de vista 3D difuso considerando la sombre propia y de otros cuerpos
- Cálculos del factor de vista adaptativo
- Factor de vista total
- Factores de intercambio proporcionado por el usuario
- Control de la matriz de radiación
- Múltiples recintos con radiación
Definición
de Cargas Térmicas en FEMAP
Otras
capacidades:
- Tipos
de cargas térmicas:
- Flujo de calor normal a la superficie o direccional
- Potencia de calor en nodos
- Flujo de calor función del gradiente y de la temperatura
- Flujo de calor función del tiempo
- Condiciones
de contorno térmicas:
- Temperatura constante en análisis en régimen permanente
- Temperatura variable con el tiempo en análisis en régimen transitorio
- Condiciones
iniciales:
- Temperaturas iniciales en análisis no lineales en régimen permanente
- Temperaturas iniciales en todos los análisis en régimen transitorio
- Sistemas
de control térmico
- Puntos
de control función del tiempo, locales y remotos para:
- Coeficientes de transferencia de calor en convección libre
- Caudal másico en convección forzada
- Cargas de flujo de calor
- Generación de calor interno
- Funciones de carga no lineales transitorias
- Conductor perfecto con relaciones de restricción de temperatura algebráicas
- Puntos
de control función del tiempo, locales y remotos para:
- Postprocesado
gráfico de resultados
- Flujos de calor en elementos
- Temperatura vs. tiempo en nodos
- Entalpía vs. tiempo en nodos
- Mapas de colores isotérmicos
- Varios
- Capacidad de reinicio de NX Nastran
- Introducción directa de la matriz de conducción y capacitancia de calor
- Representación de masa consistente y conductores discretos
Femap con NX NASTRAN - Análisis No Lineal Básico permite resolver problemas estáticos no lineales (SOL 106) y dinámicos no lineales transitorios (SOL 129) con no linealidades geométricas, del material y de contacto usando una completa librería de elementos. El usuario podrá investigar el comportamiento de modelos elasto-plásticos no lineales con grandes desplazamientos y pequeñas deformaciones plásticas, o problemas con materiales hiperelásticos con grandes deformaciones plásticas, así como problemas viscoelásticos y viscoplásticos (fluencia) o problemas no lineales por la geometría como grandes desplazamientos y pandeo no lineal. El mismo modelo lineal se puede analizar con el módulo no lineal añadiendo unas pocas entradas específicas no lineales, el modelo y los formatos de entrada y salida son similares.
Opciones
de Análisis No Lineal en FEMAP
No
Linealidades por la Geometría:
- Grandes desplazamientos
- Grandes deformaciones unitarias con materiales hiperelásticos*
- Pandeo no lineal*
- Post-pandeo (snap-through, snap-back)*
- Dirección de la carga variable con la deformada
- Modos normales no lineales*
(*) No disponible en análisis no lineal dinámico (integración directa en el dominio del tiempo)
FEMAP
permite aplicar una carga nodal transitoria no lineal en base al
desplazamiento y/o velocidad de otro nodo
No
Linealidades del Material:
- Plasticidad:
- vonMises
- Treska
- Mohr-Coulomb
- Drucker-Prager
- Endurecimiento isotrópico
- Endurecimiento cinemático
- Hiperelasticidad con grandes deformaciones
- Elasticidad no lineal con pequeñas deformaciones
- Termo-elasticidad
- Viscoelasticidad (fluencia)
- Viscoelasticidad combinada con plasticidad
Propiedades
no lineales del material
No
Linealidades de Contacto:
- Contacto nodo-a-nodo.
- Elementos GAP de tracción o compresión, con o sin rozamiento.
- Desplazamientos prescritos.
Métodos
de Control de la Solución:
- Método selectivo BFGS
- Métodos de búsqueda en línea
- Integrador implícito en el dominio del tiempo Newmark-Beta
- Incremento de tiempo adaptativo con bisección automática del intervalo de tiempo y actualización automática de la matriz de rigidez
- Método de control por fuerza
- Método de control por desplazamiento
- Método combinado de control por fuerza y desplazamiento (métodos de longitud del arco, de Riks, Crisfield y de Riks-modificado)
- Método de longitud del arco adaptativo
- Corrección adaptativa del camino inverso
- Actualización de la matriz de rigidez en la descarga
- Elementos GAP adaptativos
- Elementos de contacto 3D nodo-a-nodo adaptativos
Opciones
Avanzadas de Análisis No Lineal
Procedimientos
de Cálculo:
- Solvers directos de dispersión matricial de alta velocidad de cálculo y reducido espacio en disco
- Opción de reinicio desde posiciones previamente calculadas.
- Actualización adaptativa de la matriz de rigidez
- Opción de análisis global/local muy útil en nolinealidades locales
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