FEMAP & NX Nastran
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FEMAP con NX Nastran - Básico

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):

Opciones de cargas de NX Nastran - Basic

 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 Basic

 

FEMAP con NX Nastran - Térmico

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
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 - No Lineal Básico

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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