FEMAP with NX Nastran: Урок №5. Использование постпроцессора

Обучение по Femap NX Nastran:

• Урок №1: Линейный анализ потери устойчивости кронштейна в Femap
• ‍Урок №2: Создание геометрии и сетки в FEMAP
• ‍Урок №3: Группы и слои в FEMAP. Отличия и рекомендации
• ‍Урок №4: Режимы отображения и настройки вида View Options
• Урок №5: Использование постпроцессора Femap with NX Nastran
• Урок №6: Подготовка геометрии к разбиению на сетку КЭ в FEMAP with NX Nastran
• ‍Урок №7: Восстановление испорченной геометрии для создания сетки КЭ
• ‍Урок №8: Восстановление дефектов сетки в ручном режиме
• ‍Урок №9: Расчет балочной модели фермерной конструкции
• ‍Урок №10: Анализ осесимметричной модели сосуда под давлением
• Урок №11: Анализ модели сварной трубы
• Урок №12: Анализ пластинчатой модели корпуса
• ‍Урок №13: Динамический анализ переходных процессов Direct Transient в FEMAP
• Урок №14: Гармонический анализ в FEMAP с использованием рестарта

Урок №5

После получения результатов анализа эти результаты можно просмотреть в графическом виде или в виде отчетов. Графическая постобработка в FEMAP включает в себя отображение деформированного вида модели, эпюр, графиков и Freebody. Графические результаты могут отображаться на экране или выводиться в виде файла. Постобработка на основе отчетов обеспечивает текстовый вывод данных с использованием различных форматов, параметров вывода и сортировки.

В этой серии примеров Вы изучите следующие возможности обработки результатов анализа в FEMAP:

• Отображение деформированного вида модели и контурных эпюр. Вы настроите параметры контурной эпюры, а также отобразите динамические изоповерхности и плоскости сечения.
• Построение графиков. Вы отобразите результаты анализа в виде графика и сгенерируете новый вектор результатов.
• Отображение результатов в других приложениях. Вы будете использовать изображение модели с результатами в тексте и анимацию в презентации.

Обзор постпроцессора FEMAP

Процедура постобработки FEMAP обычно состоит из следующих этапов:

1. Получите результаты анализа. FEMAP автоматически извлекает результаты решений многих расчетных программ. Если ваша программа не позволяет восстановить данные в автоматическом режиме, Вы можете импортировать результаты (File, Import, Analysis Results).
   

Обратите внимание, что выходные данные анализа хранятся в наборах (Output Set). Если вы запускаете модель с несколькими различными граничными условиями или типами анализа, FEMAP сохранит выходные данные (например, собственные формы или результаты на каждом временном шаге) в различных выходных наборах данных.

2. Определите данные для отображения результатов и режим визуализации. В диалоговом окне View Select можно выбрать способ визуализации результатов – деформированный вид или контурная заливка. Можно также выбрать необходимые данные для отображения. Чтобы создать набор данных для построения графиков (или диаграмм) используйте панель диаграмм Charting.
   
3. Настройте подробные параметры визуализации результатов. В диалоговом окне View Options можно управлять параметрами, которые отвечают за содержание заголовков, отображение деформированной/недеформированной модели, количество уровней в контурной заливке и т. д. Для настройки графиков задайте параметры на панели Charting с помощью меню значков, диалоговых окон или контекстных меню.
   

Деформированный вид модели и контурная заливка элементов

Результаты можно отобразить как в виде деформированного вида модели, так и в виде контурной заливки по элементам или показать одновременно и то и другое.

В диалоговом окне View Select можно выбрать следующие типы данных для деформированного вида модели и контурной заливки по элементам:

Deformed Style:

– Отображение деформированного вида модели.

– Анимация деформированного вида модели.

– Анимация по нескольким выходным наборам данных Output Set. Пригодится для визуализации результатов анализа переходных и нелинейных процессов и частотных откликов.

– Отображение величины и направления данных результатов анализа в векторном виде в узлах элементов.

– Отображает линию следа (путь) каждого узла от начального до конечного положения.

Contour Style:

– Отображение результатов в виде контурной заливки элементов.

– Отображает значение выходного вектора в центре элементов (центральные значения).

– Отображает результаты в балочных элементах с помощью классических эпюр.

– Отображение внутренних поверхностей в твердотельных моделях, в которых значение выходного вектора постоянно (изоповерхности).

– Отображение результатов анализа в заданной плоскости сечения, или нескольких плоскостях.

– Результаты центральных значений в элементах отображаются в векторном виде.

Примечание: Для анимации по наборам выходных данных (Animate Multi-Set) и отображения линий следа (Trace), вы можете также выбрать анимацию только контурной заливки. Эти типы анимации могут быть чрезвычайно полезны для анализа результатов тепловых расчетов.

Пример А: Отображение результатов анализа в виде деформированной модели с контурной заливкой

В этом разделе примера вы отобразите деформированный вид модели и контурную заливку элементов.

Откройте файл модели, содержащий модель лопасти вентилятора и результаты линейного статического анализа.

1. ‍File, Open.
2. ‍Перейдите в папку Examples в директории установки FEMAP. Найдите файл fanpost.modfem и нажмите открыть.

3. Сохраните файл модели под другим именем.

Выберите отображение деформированного вида модели совместно с контурным типом эпюры и укажите данные для последующей обработки результатов. Укажете метод вывода данных, используемый для контурной заливки.

1. ‍Нажмите F5 для вызова диалогового окна выбора режимов отображения модели View Select.
2. ‍Для отображения деформированного вида модели в разделе Deformed Style активируйте режим Deform. Для отображения контурной эпюры в разделе Contour Style выберите режим Contour.
3. ‍Нажмите кнопку Deformed and Contour Data.
4. ‍В диалоговом окне Select PostProcessing Data в разделе Output Vectors в поле для вектора деформаций Deform укажите «1..Total Translation». В поле для выходного вектора контурной эпюры Contour укажите «60031..Solid VonMises Stress».
5. ‍Нажмите кнопку Contour Options.
6. ‍В диалоговом окне Select Contour Options в разделе Data Conversion выберите Max Value.
7. ‍Нажмите ОК во всех диалоговых окнах.

Обратите внимание: Параметры преобразования данных в Contour Option управляют тем, как FEMAP преобразует результаты данных в центрах и узлах элементов для непрерывного графического представления в виде контурной заливки. В этом примере Вы выбрали максимальное значение, используя узловые данные. Чтобы вычислить значение напряжений в каждом узле, программное обеспечение принимает максимальное значение данных по узлам элементов, для которых этот узел является общим.

Теперь отобразите деформированный вид модели и контурную заливку с использованием метода усредненного преобразование данных в узлах.

1. ‍Нажмите F5 для вызова диалогового окна выбора режимов отображения модели View Select.
2. ‍В диалоговом окне View Select нажмите кнопку Deformed and Contour Data. В диалоговом окне Select PostProcessing нажмите кнопку Contour Options.
3. ‍В диалоговом окне Select Contour Options в разделе Data Conversion активируйте опцию Average.
4. ‍Нажмите ОК во всех диалоговых окнах.

Примечание: Для быстрого вызова диалогового окна Select Contour Options используйте команду Contour Options на панели инструментов Post.

Обратите внимание: Теперь вы выбрали усредненные значения в узлах, используя узловые данные в элементах. Теперь, чтобы вычислить узловое значение напряжений в каждом узле, программное обеспечение принимает среднее арифметическое значение данных по узлам элементов, для которых этот узел является общим.

Совет: Разницу в максимальных и усредненных результатах можно использовать для быстрой оценки точности модели. Если существует большая разница между этими двумя методами, особенно в местах модели, которые не имеют острых углов или разрывов, то для модели может потребоваться более точная сетка.

5. ‍Не закрывайте файл модели. Он Вам еще понадобится в следующем примере Б.

Пример B: Динамические изоповерхности и плоскости сечения

В этом примере, Вы отобразите:

• ‍Динамические изоповерхности. Вы можете динамически изменять значение выходного вектора для отображаемой изоповерхности.
• Динамические плоскости сечения. Вы можете выбрать произвольную секущую плоскость (или несколько плоскостей) и динамически перемещать ее через твердотельную модель.

Измените режим визуализации, отключив отображение недеформированной модели и контурной эпюры.

1. ‍Используйте модель лопасти вентилятора из примера А.
2. ‍Нажмите F6 для быстрого вызова диалогового окна настроек View Options.
3. ‍В диалоговом окне View Options перейдите в категорию настроек постпроцессинга PostProcessing.
4. ‍В перечне настроек Options выберите Undeformed Model.
5. ‍Отключите отображение недеформированной модели убрав галочку напротив Draw Entity в правом верхнем углу.
6. ‍Нажмите Apply.

Обратите внимание: Включать или выключать отображение недеформированного вида модели можно с помощью команды Undeformed из меню Post Option на панели инструментов Post.

7. ‍В диалоговом окне View Options перейдите в категорию Tools and View Style.
8. ‍В перечне настроек Options выберите Filled Edges.
9. ‍Отключите отображение кромок элементов, убрав галочку напротив Draw Entity в правом верхнем углу.
10. ‍Нажмите ОК.

Примечание: Кромки элементов (Element Edges) можно быстро включать и выключать с помощью команды Filled Edges в меню View Style на панели инструментов View.

Просмотр регионов с заданным напряжением.

1. ‍Нажмите F6 для быстрого вызова диалогового окна настроек вида View Options.
2. ‍В диалоговом окне View Options выберите категорию (Category) Tools and View Style.
3. ‍В разделе опций (Options) выберите Filled Edges.
4. ‍Включите отображение кромок конечных элементов, поставив галочку напротив Draw Entity в правом верхнем углу.
5. ‍Нажмите ОК.
6. ‍View, Advanced Post, Dynamic IsoSurface.
7. ‍В диалоговом окне опций динамической изоповерхности Dynamic IsoSurface Control переместите слайдер в нужное положение, которое соответствует необходимому значению выходного вектора Contour, либо установите это значение в поле Value.

Примечание: В графическом окне отображается регион, где значение выходного вектора Contour, которое Вы определили в диалоговом окне Dynamic IsoSurface Control, постоянно по величине.

8. Нажмите ОК.

Динамическое отображение плоскости сечения.

1. ‍View, Advanced Post, Dynamic Cutting Plane.
2. ‍Подвигайте слайдер влево/вправо в диалоговом окне Dynamic Section Cut Control.

Примечание: В графическом окне отображено значения выходного вектора Contour в динамической плоскости сечения модели. Чтобы изменить плоскость сечения, нажмите кнопку Plane.

3. Нажмите ОК.

Сохраните и закройте этот файл модели. Он Вам понадобится в примере D.

Создание диаграмм с помощью инструментов панели Charting

FEMAP может создавать диаграммы с результатами анализа с помощью панели инструментов Charting. В панели Charting имеется два типа объектов: Charting (диаграммы) и Data Series (данные для построения диаграмм). В модели может существовать любое количество диаграмм, и каждая диаграмма Charting может содержать любое количество графиков, построенных на основе выбранных данных Data Series. Тип данных для построения графиков задается путем выбора определенной вкладки в диалоговом окне Chart Data Series. Только необходимая для выбранного типа данных информация будет отображаться на каждой последующей вкладке. Тип данных определяет, что будет отображаться на выбранной диаграмме. Кроме того, каждый тип данных требует определенных входных значений для правильного построения графика.

Типы данных для построения графиков:

– Отображает зависимость выбранного выходного вектора Contour в одном выходном наборе данных от идентификационного номера, положения узлов или элементов вдоль направления оси.

– При наличии множества наборов с результатами (Output Set), отображает зависимость выходного вектора Contour для выбранных узлов или элементов от номера или значения выходного набора.

– При наличии множества наборов с результатами, отображает зависимость двух выходных векторов Counter друг от друга.

– Графическое отображение созданных Вами функциональных зависимостей. Не является элементов постпроцессинга.

Пример C: Построение графика

В этом примере вы построите график напряжений по Мизесу в зависимости от местоположения элементов, а затем поменяете центральные значения на узловые.

Откройте файл, содержащий модель пластины и результаты линейного статического анализа.

1. ‍File, Open.
2. ‍Перейдите в папку Examples в директории установки FEMAP. Найдите файл Platepost.modfem и нажмите открыть.

3. Сохраните файл модели под другим именем.

Постройте график зависимости напряжений по Мизесу от местоположения элементов с использованием панели инструментов Charting.

1. Если панель Charting уже отображается в графическом окне, то пропустите этот шаг. Если панель не отображается, то выполните команду Tools, Charting. Либо нажмите иконку Charting на панели быстрого доступа Panes.

Описание значков и раскрывающихся списков с командами на панели диаграмм Charting слева направо:

• Открывает диспетчер диаграмм.
• Выбор активных диаграмм для отображения.
• Открывает диалоговое окно диспетчера данных Chart Data Series Manager, которые используются для построения диаграмм.
• Добавление серии данных, выбор активных диаграмм и настройки стиля.
• Параметры отображения осей X и Y для текущей диаграммы.
• Параметры отображения заголовка текущей диаграммы.
• Параметры отображения легенды текущей диаграммы.
• Параметры отображения маркеров для текущей диаграммы. Также, маркеры могут быть настроены для каждой диаграммы индивидуально.
• Параметры отображения меток со значениями данных для текущей диаграммы. Также, метки могут быть настроены для каждого набора данных индивидуально.
• Позволяет выбрать палитру цветов диаграммы. Кроме того, переключает диаграмму в режим темного фона.
• Динамическое отображение данных графика при наведении курсора на определенную точку. Используйте параметры всплывающей подсказки Tooltip Options, чтобы выбрать, какие данные будут показаны в всплывающей подсказке. Также, этот функционал может использоваться для синхронизации активного графического окна FEMAP с диаграммой.
• Копирует в буфер обмена изображение текущей диаграммы, таблицы данных текущей диаграммы или и то, и другое.
  

Load Chart from Library – Загружает диаграмму в текущую модель из библиотеки диаграмм.

Save Chart to Library – Сохранение текущей диаграммы в библиотеке диаграмм.

1. ‍Нажмите на иконку Chart Manager на панели Charting, чтобы создать новую диаграмму.
2. ‍В диалоговом окне Chart Manager нажмите New Chart. Появится диалоговое окно настроек диаграмм Charting. Это диалоговое окно с вкладками позволяет выбрать несколько параметров для новой диаграммы. В этом примере параметры диаграммы останутся по умолчанию, поэтому, нажмите ОК. Нажмите Done.

Совет: По умолчанию Chart Selector имеет значение «0..None / Create New». Когда Chart Selector имеет значение «0..None / Create New», то при создании новой серии данных (Data Series) автоматически  создается новая рабочая область XY. Поэтому не обязательно использовать диспетчер диаграмм Chart Manager, если только Вы не создаете несколько рабочих областей XY, каждая из которых содержит одну или более диаграмм.

3. ‍Нажмите на иконку Chart Data Series Manager на панели Charting, чтобы создать новую серию данных Data Series.
4. ‍В диалоговом окне Chart Data Series Manager нажмите кнопку New Data Series.
5. ‍В диалоговом окне Chart Data Series выберите тип серии данных «0..Vector vs. Entity».
6. ‍В разделе X-Axis Values выберите Position.
7. ‍В разделе Data Source укажите Output Set: «1..NX NASTRAN Case 1» и «Vector: 7033..Plate Top VonMises Stress».
8. ‍Нажмите ОК. Затем нажмите Cancel. И в диалоговом окне Chart Data Series Manager нажмите Done.

Обратите внимание: Этот график отображает центральные значения напряжений в элементах в зависимости от их местоположения, что не всегда уместно. Вы создадите другой выходной вектор, который будет точнее описывать результаты анализа.

Создайте группу узлов, лежащих на верхней кривой, чтобы уменьшить объем отображаемых данных.

1. ‍Group, Create/Manage.
2. ‍В диалоговом окне Group Manager нажмите кнопку New Group.
3. ‍В диалоговом окне New Group введите название группы Title: Top Nodes.
4. ‍Нажмите ОК. Затем, в диалоговом окне Group Manager, нажмите Done.
5. ‍Group, Node, On Curve.
6. ‍В диалоговом окне выбора объектов Entity Selection выберите прямую линию на верхнем крае детали.
7. ‍Нажмите ОК.

Постройте новый график с выходными данными для элементов, которые будут преобразованы в узловые данные.

1. На панели Charting нажмите на иконку Chart Data Series Manager.
2. ‍В диалоговом окне Chart Data Series Manager в поле Available Chart Data Series выберите созданную ранее серию данных.
3. ‍Нажмите кнопку Edit Selected.
4. ‍В диалоговом окне Chart Data Series в разделе Group Выберите режим Select.
5. Выберите созданную ранее группу «1..Top Nodes». В разделе Output Processing установите режим Convert: 0..Average.
6. ‍Нажмите ОК. Затем в диалоговом окне Chart Data Series Manager нажмите Done.

Совет: Также можно создать новый выходной вектор, который будет получен преобразованием центральных значений напряжений в элементах в узловые. Для этого используйте команду Model, Output, Process. В диалоговом окне Process Output Data выберите вкладку Convert, в разделе Conversion Approach установите режим Average Values и нажмите кнопку Select Output to Process для выбора выходного вектора. В диалоговом окне Select Output Sets to Process в разделе Output Sets выберите набор результатов «1..NX NASTRAN Case 1» и в разделе выходных векторов Output Vectors выберите «7033..Plate Top VonMises Stress». Нажмите ОК. В диалоговом окне Process Output Data в разделе Operations That Will Be Processed - Review Before Pressing OK должен появится новый вектор результатов «Avg Full Model 1..NX NASTRAN Case 1 [7033..Plate Top VonMises Stress]». Нажмите ОК и вектор результатов «9000000..Avg-Converted Vec 7033» будет доступен для выбора через диалоговое окно Select PostProcessing Data. При построении графика с использованием данных конвертированного выходного вектора узловых значений напряжений «9000000..Avg-Converted Vec 7033», убедитесь, что в диалоговом окне выбора данных для построения графика Chart Data Series в разделе Output Processing опция конвертирования отключена (режим Convert установлен в положении «-1..None»).

Использование изображений в других программах

FEMAP предоставляет несколько способов использования изображений в других программах. Вы можете:

• ‍Скопировать активный вид модели FEMAP в буфер обмена с помощью команды File, Picture, Copy или просто нажав комбинацию клавиш Ctrl+C. При использовании панели диаграмм Charting используйте значок копирования диаграммы в буфер обмена Copy Chart to Clipboard. Скопированные данные могут быть помещены в буфер обмена как растровое изображение, так и независимое от устройства растровое изображение (DIB). Затем можно вставить изображение в любую другую программу Windows. См. Пример D.
• ‍Сохранить активный вид как стандартный рисунок Windows или в форматах JPEG, GIF, PNG и TIFF. Для этого используйте команду File, Picture, Save.
• ‍Если выбранный вид является анимационным, создайте анимацию в формате видео AVI или анимированного изображения GIF. Вы также можете использовать специальный растровый формат, который может быть отображен с помощью FEMAP. См. Пример Е.

Пример D: Вставка изображения в Microsoft Word

В этом примере выполняется копирование содержимого графического окна FEMAP в Microsoft Word. Если у вас нет этой программы, попробуйте использовать аналогичное приложение Windows.

Копирование изображения деформированной модели с контурной эпюрой в документ Microsoft Word.

1. ‍Откройте файл модели, сохраненный в конце примера B.
2. ‍Отобразите контурную эпюру из примера A. Убедитесь, что отображение недеформированной геометрии включено (View Options) и что для преобразования данных в настройках Contour Options установлено среднее узловое значение Average (View Select, Deformed and Contour Data, Contour Options).

3. File, Picture, Copy.

Примечание: Эта команда помещает копию изображения в графическом окне FEMAP в буфер обмена Windows.

1. ‍Откройте Microsoft Word и нажмите сочетание клавиш Ctrl+V, либо воспользуйтесь командой «Вставить».
2. ‍В документе Word введите название изображения.
3. Вернитесь в FEMAP и измените параметр преобразования данных на максимальные узловые значения. Создайте скриншот рабочей области FEMAP и скопируйте его в документ Microsoft Word. Введите другое название изображения.

‍

7. Закройте Microsoft Word. Вам не нужно сохранять файл модели. Закройте FEMAP.
   

Пример E: Вставка анимации в Microsoft PowerPoint

В этом примере выполняется анимация деформированного вида модели с контурной заливкой элементов, сохранение анимации в виде видеофайла и добавление в презентацию, созданную в Microsoft PowerPoint. Если у вас нет этой программы, попробуйте использовать аналогичное приложение Windows.

1. ‍Откройте файл модели, используемый в примере C (Platepost.modfem).
2. ‍На панели инструментов View или View - Simple кликните по иконке View Visibility. Либо нажмите Ctrl+Q.
3. ‍В диалоговом окне Visibility перейдите на вкладку Load/Constraint.
4. ‍В разделе нагрузок Load Set активируйте опцию View No Loads, а в разделе закреплений Constraint Set активируйте View No Constraints.
5. ‍Нажмите Done.
6. ‍Нажмите клавишу F5 для вызова диалогового окна View Select.
7. ‍В разделе Model Style установите режим Hidden Line. В разделе Deformed Style выберите режим анимации Animate. В разделе Contour Style выберите опцию Contour для отображение контурной эпюры.
8. ‍Нажмите ОК.

Обратите внимание: Начальная анимация очень быстрая. Возможно, потребуется отрегулировать скорость. Это можно сделать с помощью команды View, Advanced Post, Animation.

Настройте скорость анимации и уточните отображение.

1. ‍View, Advanced Post, Animation.
2. ‍В диалоговом окне настроек анимации Animation Control нажмите кнопку Slower столько раз, пока не добьетесь приемлемой скорости анимации. Нажмите ОК.
3. ‍Нажмите кнопку Post Options на панели инструментов Post. Примечание: Если панель инструментов Post не отображается, воспользуйтесь командой Tools, Toolbars, Post, чтобы сделать ее видимой.
4. ‍Отключите отображение недеформированного вида модели, убрав галочку возле команды Undeformed.
5. ‍Нажмите кнопку Post Options на панели инструментов Post еще раз и воспользуйтесь командой Scale Deformation для установки масштаба деформаций модели.
6. ‍В диалоговом окне Deformation Scale установите масштаб Scale Factor=2.
7. ‍Нажмите ОК.
8. ‍Нажмите кнопку Post Options на панели инструментов Post и воспользуйтесь командой Animation Frames.
9. ‍В диалоговом окне Animation Frames установите 10 кадров.
10. ‍Нажмите ОК.
11. ‍Нажмите кнопку Post Options и включите анимацию только в положительном направлении, активировав опцию Animate – Positive Only.
12. ‍Нажмите кнопку Post Options и включите опцию Animate Contours для анимации контурной эпюры.
13. ‍Нажмите клавишу F6 для вызова диалогового окна настроек вида View Options.
14. ‍В диалоговом окне View Options выберите категорию Tools and View Style.
15. ‍В разделе Options перейдите в настройки Filled Edges и отключите отображение кромок конечных элементов, убрав галочку возле опции Draw Entity в правом верхнем углу.
16. ‍Нажмите ОК.

Сохраните анимацию в формате видеофайла (*.AVI) и вставьте его в презентацию.

1. File, Picture, Save.
2. В диалоговом окне Save Picture File выберите формат Video for Windows (*.AVI).
3. Введите название файла, например, «Animated Plate».
4. Нажмите Save. В диалоговом окне Video Compression нажмите ОК.
5. Запустите Microsoft PowerPoint и создайте пустую презентацию.
6. Использую команду «Вставить», поместите видео в презентацию и нажмите кнопку воспроизведения. Обратите внимание: Видео воспроизводится один раз.
7. Кликните на видеозапись и перейдите во вкладку «Воспроизведение». Установите галочку возле опции «Непрерывно». Обратите внимание: Видеозапись воспроизводится непрерывно, пока вы не закроете программу.
8. Закройте Microsoft PowerPoint. Закройте FEMAP. Файл модели сохранять не нужно.

Попробуйте Siemens Femap и познакомьтесь с самыми современными возможностями моделирования в пре-/постпроцессоре Femap вместе с вычислительными возможностями ведущего в отрасли решателя Simcenter Nastran.

Посмотрите, как эти комплексные приложения для моделирования и анализа могут помочь Вам сэкономить деньги и сократить время выхода изделия на рынок благодаря оптимизированным проектам, уменьшению числа прототипов и натурных испытаний.

По этой ссылке Вы получите доступ к полной версии Siemens Femap: Base Module с дополнительным модулем Dynamic Response. Нет ограничений по количеству сохранений, размерам моделей или другим факторам, которые ограничивают Вашу способность моделировать и анализировать готовые проекты изделий.