FEMAP with NX Nastran: Урок №3. Работа с группами и слоями

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 №3

Группы и слои в FEMAP позволяют разделить Вашу модель на несколько частей. Дискретные части используются для визуализации в графическом окне только необходимого объема информации – это оптимизирует производительность и повышает эффективность обработки данных при создании отчетов. Группы и слои упрощают создание, обновление и применение нагрузок к модели. В этом примере Вы ознакомитесь с возможностями групп и слоев.

• ‍Группы FEMAP позволяют группировать объекты модели по различным критериям. После создания группы можно ограничить отображение модели только теми объектами, которые находятся в группе, или сразу в нескольких группах. Кроме того, группа или любое количество групп могут использоваться во время постобработки. Например, FEMAP автоматически настроит границы легенды так, что минимальное и максимальное значение будет выбрано на основе объектов из группы или нескольких групп. Вы также можете легко сгруппировать элементы по определенным свойствам или материалам.
• ‍Слои FEMAP реализованы аналогично слоям в большинстве систем автоматизированного проектирования. Слой представляет собой чистый лист “бумаги” с нарисованными объектами. Модель может включать в себя множество слоев, наложенных друг на друга. Вы можете управлять отображением объектов, определяя, какие слои будут видимы.

Возможности FEMAP по визуализации модели с помощью панели инструментов View – Select и настройками видов View – Options рассматриваются в других примерах.

Различия между группами и слоями

Группы и слои позволяют управлять отображением модели. Однако, существуют некоторые ключевые различия между группами и слоями.

Группы:

1. Один и тот же объект может состоять сразу в нескольких группах.
   
2. Одновременно может отображаться одна группа или любое количество групп.
   
3. Вы можете добавлять объекты в группу только по одному, если не используете определенные команды в меню Group, Operations.
   

Слои:

1. Объект может состоять только в одном слое.
2. Несколько слоев могут отображаться одновременно.
   
3. Только один слой может быть активным. (Одновременно можно работать только в одном слое).
   

Использование групп

В этой серии примеров Вы будете использовать модель крыла для создания и работы с несколькими различными группами.

Создание группы

Откройте файл модели, содержащий модель крыла. Выключите отображение нагрузок и закреплений, затем перейдите на режим отображения Solid.

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

3. Сохраните файл модели под другим именем File, Save As.
   
4. На панели инструментов View нажмите на иконку View Visibility (команда View, Simple Toolbar). Либо нажмите Ctrl+Q.
   
5. Перейдите на вкладку Entity/Label.
   
6. Отключите отображение нагрузок и закреплений.
   

7. Нажмите Done.

Примечание: Вы можете использовать панель инструментов Entity Display для быстрого включения или выключения отображения нагрузок и закреплений. Если панель инструментов Entity Display не отображается, ее можно включить с помощью команды Tools, Toolbars, Entity Display.

8. ‍Через панель инструментов View Toolbar или View - Simple Toolbar нажмите на иконку View Style и выберите режим отображения Solid.
9. Нажмите на иконку View Style еще раз и отключите отображение смещений конечных элементов кликнув на иконку Offsets.
   

Создайте группу, которая состоит только из элементов верхней и нижней частей крыла.

1. Group, Create/Manage.

Совет: Вы также можете создать новую группу, используя команду New из контекстного меню, нажав правой кнопкой на раздел Group в дереве проекта FEMAP.

2. ‍В диалоговом окне Group Manager нажмите кнопку New Group.
3. Введите название группы «Wing Skins».
   
4. Нажмите ОК, затем в диалоговом окне Group Manager нажмите Done.
   
5. Group, Element, Property.
6. В диалоговом окне выбора объектов Entity Selection выберите один плоский элемент верхней части крыла (Property 101). Затем выберите один плоский элемент нижней части крыла (Property 102). При необходимости разверните модель.
   
7. Нажмите ОК.

Примечание: При выборе элементов на экране, FEMAP автоматически извлекает свойства элементов и вносит их в список выбранных объектов.

Отобразите созданную группу.

1. На панели инструментов View или View - Simple кликните по иконке View Visibility. Либо нажмите Ctrl+Q.
   
2. В диалоговом окне Visibility перейдите на вкладку Group.
   
3. В разделе Entity выберите Show Active Group.
4. В выпадающем списке выберите группу «1..Wing Skins».
   
5. Нажмите Done.

Использование групп для создания отчетов

В следующем разделе примера Вы увидите, как группы могут быть полезны при создании отчетов.

Возможно, Вас интересует поиск элемента в верхней или нижней части крыла с максимальным сдвиговым усилием (FXY Force). Вы будете использовать созданную ранее группу для поиска этого элемента.

Создайте отчет на основе группы «Wing Skins».

1. List, Output, Standard.
2. Выберите набор выходных результатов и нажмите ОК.
   
3. В диалоговом окне List Formatted Output введите название Maximum Shear Flow.
4. Установите сортировку по сдвиговому усилию от меньшего значения к большему. Sort Field: 7208..Plate XY Membrane Force.
   
5. Выведите только 5 элементов с максимальным сдвиговым усилием. Для этого установите параметры Top N: Top и Number: 5.
   
6. Установите формат вывода Format ID: 10..NASTRAN QUAD4 Forces.
7. Нажмите ОК.
8. В диалоговом окне выбора объектов выберите группу «1..Wing Skins» и нажмите ОК.
   
9. Нажмите ОК.

Примечание: Отчет будет выведен в панель сообщений Messages.

Примечание: Сочетание клавиш Ctrl+U открепляет панель сообщений от нижней части экрана. В отчете перечислены силы в плоских элементах из группы «Wing Skins». Отчет сортируется по возрастанию. Вы можете теперь легко увидеть, что максимальное сдвиговое усилие (FXY) 61.38 lb/inch в элементе с идентификатором 77.

Найдите элемент 77.

1. Window, Show Entities.
2. В диалоговом окне Entity Show установите поиск элементов. Entity Type: Element.
3. Включите параметр Label with ID для отображения в графическом окне идентификационного номера элемента.
   
4. Нажмите ОК.
5. В диалоговом окне выбора объектов введите идентификационный номер элемента ID: 77.
   

Примечание: Элемент 77 выделен в графическом окне FEMAP.

Совет: Как Вы только что увидели, группу можно использовать при выборе объектов. Каждый раз, когда FEMAP предложит выбрать объекты, можно указать группу. Эта функция может быть чрезвычайно полезна при применении нагрузок на часть модели или при модификации части модели.

Автоматическое создание групп

После того, как Вы станете опытным пользователем FEMAP, Вы, вероятно, заметите, что в процессе построения конечно-элементной модели создаете группы, чтобы в дальнейшем использовать эти объекты. Если этого не сделать в процессе моделирования, можно воспользоваться набором инструментов для автоматической группировки частей модели на основе свойств материалов, свойств элементов или даже геометрии. В этом примере показано, как автоматически разделить модель крыла на группы по свойствам.

Автоматическое создание групп на основе свойств.

1. Group, Operations, Generate Property.
2. В диалоговом окне выбора объектов нажмите Select All, чтобы выбрать все свойства. Нажмите ОК. В окне сообщений появится вопрос “Ok to Make a Group for each Selected Property (No=One Group for All)?” Нажмите Yes.
   

Обратите внимание: Вы только что создали группы из элементов на основе девяти различных свойств в этой модели.

3. На панели инструментов View или View - Simple кликните на иконку View Visibility или нажмите Ctrl+Q.
4. Перейдите на вкладку Group и отобразите только вторую группу. Установите режим Show Active Group (показать только активную группу) и выберите «2..Property 1: Upper Angle Stiffener».
   
5. Нажмите Done.

Обратите внимание: Отображается только группа с ребрами жесткости. Если вы хотите включить отображение поперечных сечений линейных элементов и/или толщину пластин для просмотра, выберите Thickness/Cross Section в меню View Style на панели инструментов View.

6. Используйте диалоговое окно Visibility для отображения любой другой группы.
   

Совет: Вы можете использовать дерево проекта Model Info для быстрого переключения группы, которая отображаются в данный момент. Просто разверните ветку Groups, чтобы все группы в модели были видны в списке. Выделите любую группу в списке, а затем нажмите правую кнопку мыши, чтобы получить доступ к контекстному меню для группы. Режим Show Active Group в контекстном меню отображает только активную группу. Чтобы сделать группу активной, дважды щелкните на нее в списке (текст названия группы будет менять цвет от черного к синему, чтобы обозначить какая группа активна в данный момент).

Совет: Вы можете объединить группы очень легко, используя дерево проекта Model Info. Выделите любое количество групп с помощью клавиш Ctrl или Shift. После выбора групп щелкните правой кнопкой мыши и выберите команду Combine. Это позволит поместить все объекты выбранных групп в одну новую группу, которую затем можно сделать активной для просмотра.

Совет: Кроме объединения, есть 5 других логические операции, которые могут быть использованы для создания новых групп из нескольких других с помощью команды Group, Operation, Boolean.

Использование группы для просмотра информации о модели

В данном разделе, Вы будете использовать группу для отображения конкретной информации о модели.

Покажите осевые усилия в верхних стрингерах.

1. На панели инструментов View или View - Simple кликните на иконку View Visibility или нажмите Ctrl+Q.
2. Перейдите на вкладку Group и отобразите только вторую группу. Установите режим Show Active Group (показать только активную группу) и выберите «6..Property 5 Upper Stringer - T Section».
   
3. Нажмите Done.
   

4. На панели инструментов View или View – Simple кликните на иконку View Select.
   
5. Выберите режим отображения результатов Contour Style: Criteria.
6. Нажмите на кнопку Deformed and Contour Data.
   
7. В диалоговом окне выбора данных для постпроцессора Select PostProcessing Data выберите выходной вектор Output Vectors: Contour: 3022..Beam EndA Axial Force.
   
8. Нажмите ОК во всех диалоговых окнах.
   

Примечание: FEMAP теперь отображает в графическом окне осевые усилия в элементах активной группы.

Использование слоев

Работа со слоями довольно проста, пока вы понимаете основные понятия слоев: каждый объект в FEMAP ссылается на слой, а слой либо включен, либо выключен. Команда View, Visibility управляет видимостью слоев. В этом разделе примера показано, как работать со слоями.

Сброс настроек отображения модели крыла.

1. На панели инструментов View или View – Simple кликните на иконку View Select.
   
2. Скройте отображение результатов Contour Style: None - Model Only.
3. Нажмите ОК.
4. На панели инструментов View или View - Simple кликните на иконку View Visibility или нажмите Ctrl+Q.
5. Перейдите на вкладку Group и включите режим Show Full Model.
   
6. Нажмите Done.

Просмотр различных слоев модели.

1. На панели инструментов View или View - Simple кликните на иконку View Visibility или нажмите Ctrl+Q.
   
2. В диалоговом окне Visibility перейдите на вкладку работы со слоями Layer.
   
3. Выберите опцию View Multiple Layers.
4. Включите отображение второго слоя «2..Middle Section».
5. Нажмите Done.

‍

6. На панели инструментов View или View - Simple кликните на иконку View Visibility или нажмите Ctrl+Q.
7. Включите отображение слоев «1..Inner Section» и «3..Outer Section».
   
8. Нажмите Done.

Совет: Вы можете скрыть и показать слои очень легко с помощью дерева проекта Model Info – просто включите или выключите отображение слоя, поставив или убрав галочку.

Вы также можете выбрать любое количество слоев используя клавиши Ctrl или Shift. После того, как слои выбраны, щелкните правой кнопкой мыши на флажок видимости и выберите Show Selected (показать выбранные), Show Selected Only (показать только выбранные) или Hide Selected (скрыть выбранные).

Можно также выбрать режим View All Layers (показать все слои) или режим View Visible Layers Only (показать только видимые слои), выбрав эти команды в контекстном меню для слоев. Контекстное меню слоев можно вывести, если нажать правой кнопкой мыши на название любого слоя.

‍

9. На панели инструментов View или View - Simple кликните на иконку View Visibility или нажмите Ctrl+Q.
10. В диалоговом окне видимости объектов Visibility перейдите на вкладку Groups.
    
11. Выберите режим Show/Hide Multiple Groups (показать/скрыть несколько групп).
    
12. Отобразите сразу несколько групп «7..Property 101 - Upper Wing Skin», «8..Property 102 - Lower Wing Skin» и «10..Property 104 - Spar Webs».
    

Обратите внимание: Вместо галочек, Вы увидите зеленые кружки с белыми значками плюс ”+“, обозначающие, что группа будет показана. Если вы снова нажмете на плюс, вы получите красный кружок со знаком ” -“. Знак минус означает, что группа будет скрыта. Наконец, если нажмете на минус еще раз, группа станет нейтральной и не будет показана или скрыта на дисплее.

13. Нажмите Done.

14. На панели инструментов View или View - Simple кликните на иконку View Visibility или нажмите Ctrl+Q.
15. В диалоговом окне видимости объектов Visibility перейдите на вкладку Groups.
    
16. Выберите режим отображения Show Full Model (показать всю модель).
17. Перейдите на вкладку слоев Layer.
18. Выберите опцию View All Layers (показать все слои).
    
19. Нажмите Done.

Использование группы для обработки результатов

Иногда может потребоваться создать изображение, которое отображает результаты элементов из одной группы, показывая остальную часть без результатов. Это можно сделать, установив режим Contour Group в диалоговом окне Select Contour Options.

Выберите Contour Group в диалоговом окне Contour Options.

1. ‍На панели инструментов View или View – Simple кликните на иконку View Select.
2. В диалоговом окне View Select в разделе Contour Style установите режим Contour.
   
3. Нажмите на кнопку Deformed and Contour Data.
   
4. В диалоговом окне Select PostProcessing Data в разделе выходных векторов Output Vectors в поле Contour выберите 7033..Plate Top VonMises Stress (напряжения в верхнем «слое» плоских элементов).
   
5. Кликните на кнопку Contour Options.
   
6. В диалоговом окне Select Contour Options в разделе Contour Group установите режим Select и выберите группу «7..Property 101 - Upper Wing Skin».
   
7. В разделе Data Selection установите режим Contour Group, чтобы границы легенды автоматически подстроились под минимальное и максимальное значения напряжений в элементах выбранной группы.
   
8. В разделе Contour Fill Mode включите режим Level Colors.

9. Нажмите ОК во всех диалоговых окнах.

Примечание: Для быстрого доступа к диалоговому окну Select Contour Options и изменения группы с результатами используйте команду Contour Options из меню Post Options на панели инструментов Post.

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.