Panoramica di tutti gli strumenti di Modellazione e di Simulazione a disposizione di studenti e docenti

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1 Panoramica di tutti gli strumenti di Modellazione e di Simulazione a disposizione di studenti e docenti Ing. Giovanni Riggio PLM Consultant- CAx Business Development Siemens Industry Software S.r.l. Industry Sector Via Gaetano Crespi, Milano Cell: mail to: Agenda Il ruolo dell Ingegneria nelle aziende di oggi Innovazione e ciclo di vita del prodotto La soluzione di Siemens PLM Computer-Aided-Enginnering e i processi aziendali NX come strumento per le simulazioni 1

2 Il ruolo dell Ingegneria nelle Aziende Oggi Mercati sempre più aggressivi hanno imposto alle aziende la drastica riduzione del TIME to MARKET con una contemporanea richiesta di un miglioramento qualitativo dei prodotti. Tutto questo con la richiesta di ridurre i costi di progettazione (e non solo). Innovazione Ridurre il Time to Market Aumento della qualità Riduzione dei costi Innovare 2

3 Il contributo di Siemens all Innovazione Innovare può significare il miglioramento del prodotto, ma anche rendere più efficiente il processo con cui il prodotto viene gestito dalla sua concezione fino ed oltre la produzione. In realtà le due cose sono la stessa espressione di un modo nuovo di concepire l azienda. Siemens e la soluzione PLM contribuisce in modo determinate al miglioramento del prodotto con una maggiore efficienza nella gestione dei processi aziendali: INNOVARE Ciclo di Vita del Prodotto 3

4 Siemens PLM Software Product Portfolio DIGITAL PRODUCT DEVELOPMENT Design & engineer better products faster... DIGITAL MANUFACTURING Build & support products more efficiently... DIGITAL LIFECYCLE MANAGEMENT Collaborate & innovate more intelligently... PLM FOR SMALL AND MID-SIZED BUSINESSES Get on the fast track to a PLM strategy... Soluzioni Siemens PLM Software Funzionalità Prodotti Business Process Alignment NX Business Mgmt Product Development Digital Manufacturing Program Execution Mgmt BOM / Configuration Management Systems Engineering Mech. Engrg. & Design Engrg Analysis & Simulation Electronics Engineering Software Engineering Mfg BOM / Configuration Management Assembly Planning Part Planning & Machining Robotics & Automation Planning Tooling & Fixture Design Concept Plan Develop Validate Produce Service & Support Portfolio, Program & Project Mgmt Bill-Of-Materials Mgmt SE & Requirements Mgmt Industrial Design & Styling Electromechanical Design Electromechanical Simulation Bill-Of-Materials Mgmt Assembly Process Planning Part Planning & Validation Tooling & Fixture Design Mechanical Design Mechanical Simulation 3 rd Party ECAD Tools 3 rd Party CASE Tools Robotics & Automation Planning Assembly Process Validation Machining Engineering Process Mgmt Mechatronics Process Mgmt Simulation PM Manufacturing Process Mgmt Enterprise Knowledge Foundation Engineering Process Management Industrial Design & Styling Electro- Mechanical Simulation Portfolio, Program & Project Management Simulation Process Management Assembly Planning & Validation Electro- Mechanical Design Mechanical Simulation Bill Of Material Management Mechatronics Process Management Enterprise Knowledge Foundation Mechanical Design Tooling & Fixture Design Teamcenter Systems Engineering & Requirements Management Tecnomatix Part Planning & Validation Plant Design & Optimization Machining Manufacturing Process Management Plant Design Plant Design & Optimization Production Execution & Mgmt Production Management Siemens Industry Software Quality S.r.l.. All Automation Production rights reserved & Management Management Robotics Planning 4

5 Introduzione a NX Styling NX dispone di funzionalità in grado di realizzare modelli ad alto contenuto estetico 5

6 Design NX permette di progettare più velocemete con un alto contenuto ingegneristico. Simulation NX permette di verificare le performace del prodotto durante la fase di progettazione prevedento eventuali malfunzionamenti 6

7 Tooling Oltre che il prodotto NX è un ottimo strumento anche per la realizzazione degli strumenti per la produzione Machining Sviluppo dei programmi per il controllo numerico per massimizzare la produttività 7

8 Simulation Simulation Computer-Aided-Engineering Fino a qualche tempo fa le analisi in ambito CAE erano ritenute una fase accessoria del processo di progettazione. Le attività del team di calcolo erano parallele alle attività dell ingegneria e non sempre in fase con questa. Nell ultimo periodo si è avuto un cambio di tendenza con il costante aumento sia del numero di analisi, sia del tipo di analisi, ma più che altro l innesto delle attività degli analisti nei complessi processi di progettazione. 8

9 Le Simulazioni e il Processo Engineering Analisti Program Manager Altri Dipartimenti Le Simulazioni e il Processo Engineering Analisi Strutturale Analisi Termica Analisi Fluidodinamica Program Manager Altri Dipartimenti 9

10 Le Simulazioni e il Processo Termica Program Manager Engineering Strutturale Fluido Dinamica Altri Dipartimenti Modello CAD Il progettista responsabile della parte frontale del motoveicolo modella la carena anteriore e il cupolino della moto. Prima di continuare la modellazione di dettaglio è necessario verificare se il cupolino è in grado di proteggere il pilota alla alte velocità. 10

11 Le Simulazioni e il Processo Confronto dei Risultati DEFORMAZIONE DOVUTA AL CARICO AEREODINAMICO Pressione Fluidodinamica 11

12 Teamcenter Relazioni bidirezionali tra i Dati DAI MODELLI DI SIMULAZIONE AL CAD Cad Idealizzato Mesh Analisi DAL CAD AI MODELLI DI SIMULAZIONE 12

13 Teamcenter Cad Idealizzato NX è in grado di generare per ogni modello un jt per la rapida visualizzazione del modello da Teamcenter, teamcenter è in grado di matenere le relazione tra i dati di analisi ed i jt Mesh Analisi jt jt jt jt Teamcenter Gestione Dati: In modo trasparente all utente Teamcenter è in grado di gestire i dati di analisi 13

14 NX come strumento per le simulazioni NX NASTRAN NX (CAD) NX FLOW NX ADVANCED FEM Teamcenter NX MOTION NX THERMAL Siemens Solution CAD Pre-Processor Solutori per più discipline Gestione dei dati Gestione dei processi Gestione dei Tool di analisi Idealizzazione delle Geometria Facile eliminazione di zone complesse Pick outermost face as seed Pick Region boundary faces Rimozione automatica di fori e raccordi Selected faces Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Resulting De-feature Master Part 14

15 Idealizzazione delle Geometria Split Body permette la creazione (associativa) di sotto zone nel modello Tecnica utile per ridurre il numero di elementei nel modello FEM o per mesh a Esaedri Tramite le FEM Mesh Mating è possibile generare automaticamente la congruenza nodale tra le partizioni realizzate Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Master Part Idealizzazione delle Geometria Progressive Strategy Automatic Face Pairing when thicknesses are constant Thickness Strategy Automatic Face Pairing when thicknesses vary Manual Strategy Manual Face Pairing Different strategies can be used on the same solid body Midsurfaces contain thickness values to be assigned to Shell meshes constant & varying thicknesses Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Master Part 15

16 Idealizzazione delle Geometria Edge generation on surface for automatic node sharing in shell mesh Advanced trimming Strategy Video Midsurface Advanced Tools Advanced Trimming Tools Trim to Side 1 Faces trims based on the bounds of the face or faces that comprise side 1 of the pair Trim to Solid Body trims based on the bounds of the associated solid body as well as against the neighboring midsurfaces Standard trims based on the bounds of the faces that comprise both side 1 and side 2 in the pair, and against the neighboring midsurfaces Advanced Midsurface Tools Use Side 1 creates the midsurface directly on the faces of side 1 of the pair Offset creates the midsurface by offsetting a face from side 1 of the pair Cloud of Points creates the midsurface from a sampling of points that the software takes between sides 1 and 2. In general, this method is the most computationally expensive Use Largest Face uses the face in side 1 that has the largest surface area as the midsurface Standard creates the mid-sheet using the method that the software determines is most appropriate for the given face pair Midsurface Preferences 16

17 Idealizzazione delle Geometria Sewing Multiple Sheet Bodies into one sheet Body Sew Sheets Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Master Part Idealizzazione delle Geometria Dividing Face Intersection Curves, Edges, Faces and Datum's Typical Uses Load/Restraint/Constraint application Local mesh control Divide Face Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Master Part 17

18 Idealizzazione delle Geometria Video 1 Video 2 Powerful tools for Geometry manipulation and idealization in preparation for CAE Editing parts with or without CAD features Native NX CAD models Imported geometry Surrounding BREP updated Surface(s) deleted Tangency maintained Size changes Surfaces replaced Models Split Idealize Part Master Part Idealizzazione delle Geometria Deleting surfaces and still maintaining a water tight solid model Surface(s) selection by Smart Filter Blend Rib Slot Boss / Pocket Feature Etc Idealize Part Master Part 18

19 Idealizzazione delle Geometria All modelling functionality is available Datum's, curves, holes, blends, chamfers, ribs, bosses, surfaces, solids etc etc Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Idealiz e Part Master Part Mesh IDEALIZED PART FEM Idealized part Polygon Body Mesh 19

20 Mesh 0.02mm wide sliver Issues NX CAE Topology Auto Heal Healing of CAE Topology Selected faces Complete model Auto calculation of Small Feature value Also removes sharp sliver like corners Before Heal After Heal 20

21 NX CAE Topology Split Edge, Split Face Split an Edge To define separate Boundary Conditions along a Polygon edge Point Selection Used to control mesh density Split Face Split a polygon face along a projected line between two points Typically used for Mesh control Boundary Condition control NX CAE Topology Merge Face Merge Face Merge two separate polygon faces into a single polygon face along a common polygon edge Commonly applied before and after an Auto Heal Can be applied before or after Meshing Used to remove small edges & faces to get a better quality mesh Merge Edge Merges 2 polygon edges that share a vertex into one polygon edge Used to recover Split Edges 21

22 NX CAE Topology Stitch Edge Auto search model for to stitch Edges to Edges Edges to Faces Both Stitch multiple polygon edges to multiple polygon edges Stitch multiple polygon edges to multiple polygon faces Scar faces Result is polygon edges shared by multiple polygon faces Used to tidy up or repair poor quality geometry Typically used on a Midsurfaced part Video NX CAE Topology Edge Collapse Collapses the selected polygon edge to a selected point on the edge Used to get manual control over how small edges are collapsed 22

23 NX CAE Topology Face Create/Repair Create a new polygon face to fill a hole Repair a poor quality polygon face NX CAE Topology Reset Resets the selected polygon geometry to it s original state ie one for one with the CAD surfaces Recover data for including in Mesh 23

24 NX CAE Topology Circular Imprint Creates a circular face split around a point or hole edge Typically used To control the mesh distribution around a hole With the Bolt Connection command NX CAE Topology Face on Mesh Creating a Polygon Face on an orphan mesh Works with 2D elements and 3D element free faces Used in combination with Smart Selection methods like Feature Angle Tolerance Polygon faces can be Healed, Split, Merged etc just like the Polygon faces on CAD geometry Target body for the new Polygon Face Create a new Polygon Body Append to an existing Polygon Body The Face from Mesh command is helpful when you need to: Associate an existing finite element model to new geometry Connect shell meshes that are not associated with any geometry Apply to an Orphan mesh before using 2D Local Remesh for mesh refinement 24

25 NX CAE Topology Mesh Updates CAE Topology changes can be done before and after Meshes are applied After a change (like Merge Face) the Mesh is flagged out of date In the Simulation Navigator Mesh Update icon Note if multiple meshes exist, only the changed ones are flagged as out of date and updated Allows for multiple CAE Topology changes and one mesh update Meshing OD Mesh 0D or Scalar Elements for Lumped or Distributed Mass Mesh Associated Data will vary according to the Solver Environment & Element Type 25

26 Meshing 1D Mesh 1D Elements along Curves or Edges Cross Section and Physical Properties inherited from the Collector Mesh Associated Data will vary according to the Solver Environment & Element Type Meshing Beam Section Manager Dialog to Create, Edit and Manage Cross Sections Cross Section types Standard Cross Sections User Defined Properties Face of a Solid Sketch Geometry 26

27 NX Open (esempio di utilizzo) Video Video Meshing Surface Coat Elements Surface Coats existing 3D mesh with Shell mesh Associative to complete 3D Mesh Individual free element faces Non-Associative to the 3D mesh Optional export to solver Typically used to Model an actual surface coating Add mass Facilitate post-processing Load transfer between solids and shells 27

28 Meshing 2D Local Remesh Remesh selected elements based on underlying geometry Mesh is locked from part updates Meshing 2D Dependant Mesh Master & Target face selection Topologically identical faces Multiple faces and loops Displacement coordinate system selection Mesh Type selection Free or Mapped New Mesh or Use Existing Mesh on Master Face Managed by 2D Collector Typical Uses Contact Regions Flange Mating Symmetric Faces 28

29 Meshing 2D Mapped Mesh 3 or 4 Topological Sided Face (Single Loop) Mesh Controls automatically added if not pre-defined Can be used as Seed for 3D Swept Meshing Meshing 2D Mapped Mesh Option to Flip Diagonal of TRI elements to ensure direction consistency Edge Mapping to project vertices along the edges of a face to the opposite edge. Produces a more uniform result 29

30 Meshing 2D Mesh Creation of 2D Shell or Plate elements on selected faces Mesh will be also driven by Mesh Points Mating Conditions Contact Definitions Mesh Controls Forcing Quad Only If mesh fails, what can be meshed is left for the user Meshing 2D Mesh Seeding for 3D Mesh 2D Mesh can be used to Seed or define a 3D Mesh Turn OFF Export Mesh to Solver 2D Mesh does NOT get written to the solver Also does not appear in the SIM file 30

31 Meshing 2D Mesh Fillet & Cylinder Seed Mesh Using the Smart Selector Options to select on the Fillet or Cylinder surfaces Mesh as required Meshing 3D Swept Mesh 3D Swept Mesh input Polygon Face 2D Mesh For detail control, 2D mesh first Multi Body Infer Target enables multiple source faces in multiple directions Each face sweep produces a new Mesh Until Target looks for contiguous bodies connecting the Source and Target faces Multiple target and source selection Path between bodies does not have to be linear Fast method of Hex meshing If Bodies have Mesh Mating then Coincident Nodes are Merged 31

32 Meshing 3D Swept Mesh Edge Mapping Projects vertices along the boundaries of the source face or faces to the target face Smooth Nodes The software smoothes the nodes in the mesh on the target face Generate more regular meshes Edge Mapping OFF Edge Mapping ON Smooth OFF Smooth ON Meshing Solid from Shell Mesh Generates a 3D Mesh from a closed surface mesh Useful when the importing CAD geometry is not complete and CAE topology is used to close the volume Seed 2D Mesh Final 3D Mesh 32

33 Meshing 3D Tetrahedral Mesh Mesh quality control CAE Topology Abstraction Mesh Controls 2D Surface Seed Meshes Max Jacobian value Mesh Settings Mesh Transition Auto Fix Failed Elements 3D Tetrahedral Mesh Auto Element Size sets a good value to start the meshing process Different Auto size per Body selected Smart Meshing Order for multiple bodies Meshing 3D Tetrahedral Mesh to Hexahedral Transition Pyramid Elements True Pyramid Transition Elements from Tet to Hex Mixed order transition 33

34 Tetrahedral Mesh Options Surface Mesh Size Variation Min less curvature refinement to follow geometry Max more curvature refinement to follow geometry Volume Mesh Size Variation Min elements remain approx constant in size throughout the body Max elements expand rapidly towards the center of the body Mesh Transition Gradually transitions the size of elements in the mesh from any defined local element sizes back to the global element size Associative Automatic Model Cleanup 34

35 Meshing Controls Mesh Point Mesh Points Used to create specific location for a node, for example on an Edge or Face Point can Associative or Non- Associative to Geometry Mesh is associative to the Mesh Point Mesh Point location can be edited Used to create a location for a Load or Boundary Condition, spider for load transfer NX Laminate Composites Aree in cui NX è in grado di supportare la progettazione LAMINATE COMPOSITES Manufacturing 35

36 NX Laminate Composites Features 71 Modellazione basata sui PLY Modellazione basata sulle proprietà fisiche Modellatore grafico dei laminati Draping Ottimizzazione delle proprietà del laminato Validazione laminati NX FE Solver supportati: NX Nastran; MSC.Nastran ANSYS ABAQUS LS-DYNA Avanzate funzionalità di post-processor (Failure index, Margin of safety, Excel Export, ) Modellazione basata sulla proprietà fisiche È disponibile un intuitivo tool grafico per la creazione del laminato 72 36

37 Draping Per le operazioni di draping NX dispone di differenti algoritmi per il calcolo: Unidirectional Le fibre non si deformano e rimangono parallele scorrendo tra di loro Woven Algoritmo a rete orienta le fibre warp e weft Le fibre non si deformano ma possono ruotare relativamente tra loro Lock angle è il massimo taglio tra le fibre di warp weft Per la stabilità l algoritmo di draping usa la mesh 2D associata alle faccie selezionate 73 Draping Allineamento primario L angolo specificato nel layup modeler è relativo alla direzione del primo allineamento Questo permette di calcolare ed utilizzare un orientamento più efficente tra i vari ply 74 37

38 Draping Output grafico a seguito dell operazione di draping 75 Draping Zones feedback: ogni zona (gruppo di elementi) è raggruppata secondo la condivisione di proprietà comuni 76 38

39 Draping Zones feedback: Create element group from zones 77 Draping Flat Patterns Ogni Ply può essere esportato in un file NX 78 39

40 Ottimizzazione Ottimizzatore genetico Ottimizza la singola proprietà fisica del laminato Gestisce: Variabili continue come l orientamento delle fibre Variabili discrete come l esistenza di un ply o la selezione di un materiale o meno da una lista Il software restituisce le 5 configurazioni che più di altre soddisfano gli obiettivi Può essere selezionato uno di questi cinque per rimpiazzare il laminato originale 79 Ottimizzazione Obiettivo Vincolo Condizione di carico 80 40

41 Ottimizzazione Variabili di progetto: Orientamento Ply Continuo Da una lista Esistenza del Ply Spessore del Ply Continuo Da una lista Materiale del Ply 81 NX Solvers NX NASTRAN NX THERMAL NX FLOW NX MOTION 41

42 NX Nastran Siemens Product Lifecycle Management Software Inc. All rights reserved Siemens PLM Software NX Nastran NX Nastran Stand-alone NXN Enterprise solver NX Advanced Simulation NXN Desktop integrato in NX advanced pre/post Lo stesso strumento per più utenti Abilita la collaborazione ed il ri-uso Stesso linguaggio Aumenta la qualita NX Design Simulation NXN integrato in NX design process Best Practice Wizards NXN e pre/post lanciato come wizard nel CAD 42

43 NX Nastran: aree di sviluppo Modelli più grandi Soluzioni più veloci Modellazione più semplice Maggiore accuratezza Più soluzioni Formattazione delle soluzioni tra loro comuni Estensione delle discipline Advanced Non-Linear Solution Soluzioni statiche e dinamiche Completa gamma di funzionalità in ambito non lineare Explicit Non-Linear Solution Efficiente simulazione di impatti ad alta velocità o fenomeni di stampaggio Rotor Dynamics Dinamica dei sistemi in rotazione Individuazione di frequenze di whirl e velocità critiche Posso realizzate tutte le mie simulazione con un formato unico Eigen Frequency Hz 700 Mode Mode 2 Mode Mode P Rotational Speed Hz 43

44 NX Nastran La Soluzione Stress Thermal Modal Buckling Dynamics Laminate Composites Un unico solutore per tutte le mie analisi: NX Nastran Non-Linear Coupled Acoustics Optimization Rotor Dynamics Standard Formats Parallel Processing Customization Aero-elastic Sviluppo Prodotto Linear Contact Linear surface-to-surface contact in SOL 101 Shell and solid element faces Wide range of applications Bolted components and Bearings Glue Connections Easy way to connect dissimilar meshes. Surface-to-surface join condition independent of load Bolt Preload Connections Easy to input bolt loadings Preload for modal analysis Dynamics Enhancements MAX/MIN Processing Enforced Motion Improvements Modal Energy Output Direct ADAMS MNF Export Cross Spectrum PSD Results Modal Contributions Mode Acceleration Performance Enhanced PSD Output DMIG Input for Structural Damping Initial Conditions for Transient Element Enhancements CQUADR Enhancement CPYRAM for pyramids New Axis-symmetry Temperature Dependant Modeling of Composites CBEND Enhancement Composite Strength Ratio General Process Auto Big Endian/Little Endian Conversion Automatic Dependent DOF Processing External Design Response for SOL 200 Superelements Sol 101 sol

45 Contatti Gestione dei contatti accurata, possibilità di simulare i contatti anche nella sol 101. Simulazione dell attrito, possibilità di utilizzare i precarichi Nuovi parametri per la gestione della rigidezza del contatto, maggiore accuratezza, e soluzioni più rapide La procedura di refine garantisce una delle più raffinate soluzione sul mercato Pressure Along Radial Path Specifici algoritmi per la riduzione del Tempo di calcolo Facile definizione dei parametri Contact Pressure mn/mm^ Theory NXN 7 NXN Radial Distance mm Glue Le connessione di mesh diverse tra loro, tramite la feature di glue, riduce notevolmente i tempi di preparazione del modello senza la perdita di precisione Nuovi parametri per la gestione della rigidezza Più ampio range di applicazioni Il miglioramento della procedura del glue refinement garantisce un accuratezza migliore per il trasferimento dello stato di sforzo tra mesh diverse È possibile incollare mesh acustiche È più facile gestire differenti proprietà tra differenti zone del modello 45

46 Edge to Face Glue Connection Using edge to face connection it is possible to connect different mesh. It is possible to glue edge surface to surface and edge surgace to solid surface Performance Crescita della dimensione dei modelli Models of the mid 1970s - at most several thousand node points, manually built from bar and beam elements. X By the mid-1980s - shell models with tens of thousands of nodes and hundreds of thousands of degrees of freedom are routine. 10X The mid 1990 s - complete vehicle 100X models with hundreds of thousands of nodes and several million degrees of freedom. Finally the new millennium - 100,000X complex models, millions of node points and tens of millions of degrees of freedom. TYPICAL LARGE MODELS Linear Statics, Frequency Response Normal Modes, Transient, Nonlinear AUTOMOTIVE Body 5-15 mill DOF Powertrain mill DOF (requests) 150 mill DOF AEROSPACE Satellite 5-10 mill DOF Airframe mill DOF (requests) 200 mill DOF NXN Record > 500 mill DOF 46

47 Performance SMP Shared memory parallel processing Distributed Memory Parallel Solutions HDModes (Lanczos Modal parallel processing) RDModes (automated substructuring) Large Memory Solution Improvements NX Nastran per prima ho implementato il supporto della tecnologia a 64; eliminata la limitazione a 8 GB di RAM Estensione a tutte le piattaforme a 64-bit Altre implementazioni Iterative Solver Miglioramento Performance del Lanczos Eigen Solver Complex Eigen Solver Sparse Date Recovery Acoustic Coupling Interfaccia per AMLS (Automated MultiLevel Substructuring) Posso controllare il tempo di analisi per avere i risultati in tempo per le modifiche di progettazione Performance Tempo di calcolo Iterative solver, Lanczos and 100 times faster complex eigensolvers Sparse data recovery Acoustic coupling Speed up Interfaccia per AMLS Soluzione di grossi modelli Distributed Memory Parallel (DMP) 32 Number of Processors 128 Disponibili Lanczos e automated sub-structuring Migliore utilizzazione hardware Large memory solutions High performance storage Number of Processors NXN 1 NXN 3 NXN 7 47

48 Performance Iterative Solver Descrizione Metodo per il miglioramento delle prestazioni Analisi dello stato di tensione e deformazione Per modelli a prevalenza di mesh solida Benefici Miglioramento del tempo di calcolo: 4x-10x più veloce rispetto al sparse solver Elapsed Time (min) NX Nastran Sparse Solver NX Nastran 1 Iterative Solver NX Nastran 2 Iterative Solver NX Nastran NX Nastran 1 NX Nastran 2 Sparse Solver Iterative Solver Iterative Solver NX THERMAL\FLOW NXThermal NX Flow NX CoupledThermal\Flow NX Electronic Systems Cooling NX Space Systems Thermal NX Advanced Thermal NX Advanced Flow NX Advanced Thermal\flow 96 48

49 NX CFD & Thermal Analysis Condensation Modeling Diurnal Solar Heating Hemiview GPU View Factor Multilayer Plastic Modeling Parallel Processing Convection Modeling Non gray Radiative Heat Transfer Radiation Patching Refraction in Participating Media Hydraulic Networks Articulation & Motion Charring & Ablation Joule Heating Heat Maps Reporting Ice Melting Ray Tracing Efficient Transient Radiation Breakout Modeling & Sub-models Radiation Exchange Matrix Cryogenic Simulation NX Flow Modello di simulazione turbolento 3D secondo le equazioni Navier-Stokes Simulazione di stato stazionario e transitorio Meschiatore automatico del dominio del fluido con gestione della stratificazione della mesh nel contorno del dominio fluido (strato laminare) Automatica connessione tra mesh disgiunte per le analisi CFD degli assiemi Gestione semplificata dei corpi in rotazione\traslazione nel fluido Specifiche features per la gestione di aperture in ingresso, uscita, ventole, schermi, ostrusioni, ecc ecc. 49

50 NX Flow Zero-equation models Laminar Flow Fixed Turbulent Viscosity Mixing Length Two-equation models. K-Epsion, K-Omega, Shear Stress Transport SST NX Flow Dominio Fluido Oltre che tramite le generiche funzionalità del pre-processor di NX, con il Modulo di NX Flow è possibile definire in automatico la mesh del dominio fluido. La definizione del dominio fluido permette l automatica unione di domini contigui. È inoltre possibile realizzare in automatico domini fluidi in cui sia prevista una mesh in grado di simulare nel migliore dei modi il comportamento dello strato limite. NEW: Surface Wrapping Algorithm 50

51 NX Flow Multiple Rotating Frames of Reference (RFR and MRFR) Definizione asse di rotazione e numero di giri Calcolo della forza centrifuga e di Corioli Calcolo delle shear forces tra fluido e solido Calcolo degli scambi termici tra fluido e solido Translating Frames of Reference Calcolo delle shear forces tra fluido e solido Calcolo degli scambi termici tra fluido e solido VOF:Calcolo dei fenomeni di interazione tra fluidi NX Thermal Approccio al problema tramite la teoria delle differenze finite [ TMG technology] Conduzione e convezione Simulazione della Radiazione Stato stazionario e transitorio Accoppiamento termico per parti disgiunte ed assiemi Termostato per il controllo delle temperature 51

52 NX Thermal Humidity, condensation, e HVAC results Humidity (Relative or absolute) PPD (Percent People Dissatisfied) PMV (Predicted Mean Vote) NX Thermal PID Controller Le analisi termiche possono essere eseguite utilizzando dei sensori che tramite dei controlli di tipo PID regolano le potenze in ingresso sul sistema in analisi in funzione della temperatura in specifici punti del sistema in esame. 52

53 NX Thermal Irraggiamento NX dispone di tre metodi per il calcolo dei fattori di vista. Molto interessante è il metodo Hemicube che sfruttando la potenza di calcolo della scheda grafica offre ottimi risultati con tempi di calcolo ridotti NX Thermal Irraggiamento Possibilità di utilizzare le formulazioni matematiche per: Corpo nero Corpo grigio Corpo non grigio (caratteristiche dipendenti dalla lunchezza d onda) 53

54 NX Motion Analisi Cinematiche Analisi Dinamiche Analisi di schemi Analisi modelli di dettaglio Analisi collisioni ed interferenze Creazione dei solidi di inviluppo Co-simulazione tramite Simulink Motor driver con controlli in retroazione Simulazioni dinamiche con corpi flessibili Possibilità di utilizzare joint con attrito Simulazione del contatto con attrito tra corpi Contatto 2D con attrito NX Motion Co-Simulation con Matlab di Simulink 54

55 NX Motion Motion con Flexible Bodies NX Motion, tramite l utilizzo del file MNF generato da NX Nastran è in grado di simulare la flessibilità di uno o più componenti di un cinematismo NX Motion Motion con Flexible Bodies e Simulink È anche possibile controllare la dinamica del sistema tramite Simulink di Matlab 55

56 NX Motion Motion with Flexible Bodies Possibilità di valutare gli ingombri anche degli elementi flessibili, e il calcolo degli effetti della deformabilità dei corpi sulla cinematica del sistema meccanico Approccio Multi Physics NX FLOW NX MOTION NX CAD COUPLED THERMAL FLOW CO-SIMULATION FLEXIBLE BODY SIMULINK NX THERMAL NX NASTRAN 56

57 Alcune Funzionalità e Meta-Solutions Assembly FEM Sub-modelling Test Correlation Tools Optimization Durability Response Simulation; Dynamics Assembly FEM Assembly CAD Part CAD Part FEM Assembly FEM Il sistema eredita dal modello CAD le informazioni per il posizionamento di ogni singolo componente (mesh) Automatismi permettono poi di riordinare la sequenza numerica dei nodi ed effettuare eventuali operazioni di merge node 57

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