一、Femap综述

Femap 是一种先进的工程仿真软件程序，用以创建复杂工程产品和系统的有限元分析模型，并显示解决方案的结果。事实上， Femap 能够创建部件、装配件或系统模型，并确定某一给定操作系统的行为反应。

您可以利用 Femap 的数字化仿真功能：预测产品性能和可靠性，并加以改进。
减少劳民伤财的实物原型制作和测试
评估不同的设计和物料
优化设计和减少物料消耗

独立于 CAD
Femap 是一套独立于 CAD 系统的程序，可存取来源于所有主流 CAD 系统的图形数据，包括 CATIA ， Pro/Engineer ， NX ， Solid Edge ， SolidWorks 以及 AutoCAD 。一旦图形导入，您就可以准备模型进行分析，利用图形定位器识别和显示潜在的故障个体，比如裂片，然后利用图形清理工具将它们移除或禁用。 Femap 还提供了很多创建和修改图形的功能，这样就可以在创建有限元模型时对模型做一些必要的变更。

有限元建模
完整的有限元模型以及基础数据均可通过 Femap 揭示出来，您可以直接查看、创建或修改个体。创建和设置有限元模型时， Femap 的分组、分层以及可视化工具可帮助您管理模型显示视图。Femap 还有专用于帮助您完成建模任务的功能，包括：

薄壁结构的中面提取，以帮助您创建更高效、更精确的壳体模型
焊接件建模将不连续的固体焊接零件连接为一个连续的模型
数据表面允许您根据先前多种物理学应用程序的分析结果，创建复杂的负荷条件

有限元网格划分
Femap 的三维立体网格生成器和平面网格生成器用以生成高质量的网格，提供正确定形的元件以确保结果的精确性。 Femap 使您能够完全掌控所有的网格生成参数，包括：网格尺寸测定、微小部分的网格划分、生长系数以及短边压缩等。若有复杂图形，则经常需要修改那些对精度有更高要求的区域内的网格。在这种情况下，您可以利用 Femap 的 Meshing Toolbox 与计算机进行交互，通过这种方式修改基础图形的网格尺寸测定参数，并自动查看网格更新。您还可以在修改网格的同时，即时查看元件质量反馈，以确保创建高质量的有限元模型。

装配建模
带有 NX Nastran 的 Femap 支持装配建模，包括自动接触探测以确定更初的接触部件。接触区域可简单设置为接触（有摩擦或没有摩擦）或粘连。由 NX Nastran 完成的接触计算是迭代式计算，并在解算过程中保持更新，其中考虑了在更终结果中表示真实接触条件的变形变更。同时还支持其它类型的部件装配建模工具，包括点焊、扣件元件、以及带有可选预负荷的螺栓接合点。

梁建模
除立体和壳体元件模型之外， Femap 还支持梁建模和网格划分。若遇到由细长部件构成的模型（若采用立体网格划分方法创建这种模型，那么创建的模型可能很大且难以使用），则可采用这种技术利用一维元件和相关的属性来表示这种模型。

对于梁建模来说，模型的可视化尤为关键。有了 Femap ，就可以将这些元件作为立体部件进行查看，还可查看偏移量。 Femap 有一个截面属性编辑器，其中包含有标准横截面形状库，这也是 Femap 的一个特征。您还可以定义自己的截面，内置的截面属性计算器会自动确定所需的属性。同时， Femap 还有完整的梁可视化和结果显示选项，包括切变和弯曲力矩图。

复合材料建模
近年来，复合材料在设计中使用得越来越多， Femap 可帮助您为复合结构建模，并对结果进行后处理。您可以利用 Femap 的层压制件编辑器和浏览器实现与计算机的交互，在创建和修改层压制件中的板层时，更新层压制件的属性。

您还可以利用 Femap 的总复合层特征，对复合层压制件结果进行后处理。通过 Femap 的总复合层特征，可以查看整个结构模型中连续板层的结果。

全面支持多种解算器
Femap 全面支持多种解算器，包括市场上所有主流商业解算器的预处理和后处理，包括 NX Nastran ， Ansys ， LS-DYNA ， Abaqus 以及 TMG 。利用 Femap 全面的建模和分析支持，您可以充分利用这些解算器的先进分析功能，尤其是动态分析、几何分析以及材料非线性分析、热传递分析和液体流量分析。

后处理
大量的可视化功能有助于您查看和解释结果，以便快速地了解模型的性能。您可以找到查看和解释输出数据所需的任何信息，包括：

轮廓和标准图
变形形状动画
动态切割平面和等值面
完整的输出选择
XY 图
自由体图和格点力平衡输出
时域和频域动画
通过 Data Table 框，您可以访问完整的结果数据，以收集、整理和控制可视数据的数量和种类，编制分析报告。

可扩展的仿真解决方案
Velocity Series CAE 产品为设计工程师提供了可扩展的解决方案，包括嵌装入 CAD 系统的 Solid Edge Simulation 程序和为 CAE 分析员提供的带有 NX Nastran 的 Femap 。

带有 NX Nastran 的 Femap 系列产品本身就具有可扩展功能，从基本模块中的通用仿真功能，到附加模块中一些更为优质的应用程序，包括动态仿真、更优化仿真、优质非线性仿真、转子动力仿真、热传递仿真以及液体流量仿真等。

客户化
Femap 具有开放式的用户化功能，通过 OLE/COM 面向对象的 Application Programming Interface (API) （应用程序编程界面），利用非专利性标准编程语言，您可以全面访问 Femap 的所有功能。通过用户界面中的开发环境即可访问 API ，在这里，您可以进行自定义程序开发，实现工作流程和工艺流程的自动化，并可实现与第三方程序（比如 Microsoft® Word 和 Excel ）的交互和数据交换。

可用性
Femap 是 Windows® 自带的一种直观应用程序。 Femap 支持多种制图窗口和专用的窗格，比如 Model Info Tree 和 Data Table ，可全面访问有限元模型和结果数据，并帮助推进高效的工作流程。您可以按照自己的要求修改界面的外观，包括重新布置窗格的位置、修改功能的显示水平以及完整的工具栏和图标自定义。

二、Femap 版本 11.3

Femap 11.3 提供了许多预处理增强功能，包括更好地控制视图旋转和缩放，改进了梁建模，并通过新增绘制/擦除功能和滚动查看模式改进模型可视化。 经过增强的连接管理器让用户更直接地定义和建立连接。 Femap 11.3 中提供的网格划分增强功能包括：新的更大四方体选项更大限度减少三角形创建；更为简化的有限元网格细化和平滑流程。 此外，解算器集成、后处理以及其他许多方面也得到改进。

模型可视化控制
Femap 11.3 新增了一个绘制/擦除工具栏，用于轻松控制屏幕上绘制或擦除的实体，实现更全面的模型查看控制。 利用新的滚动查看模式，您可以在模型内部移动，从模型内部查看，大大简化了模型检查和结果复查。

直接连接管理器
连接管理器的功能得到增强，让用户可通过直接编辑、排序和筛选更直接地定义和建立连接。 与元素面选取和绘制/擦除工具栏结合使用，用户可以更轻松地在 FE 实体上建立连接，而且所需的鼠标点击次数大幅减少。

交互式网格细分
利用全新的网格细化功能，您现在可以采用交互方式细化特定区域中的现有有限元网格，从而实现更好捕捉应力聚集等许多益处。 借助这种简化的工作流程，您只需选择几个元素，即可立即看到网格细化至四个或九个元素（取决于原始元素）。

更大四边形网格划分
新增了一个更大四边形选项，用于在指定的允许元素宽高比内更大限度减少壳网格中产生的三角形数量。 通过修改宽高比和网格大小，您可以得到所有四方形网格，实现几何体拓扑。更大四边形也可以与四边形图层和元素增长等其他网格划分工具结合使用，得到有吸引力和准确的四边形主导网格。

箭头图
Femap 11.3 重新设计了轮廓箭头图的生成。 其中包括自动矢量选择：如果您选择矢量的特定力输出，Femap 将自动获取箭头的相应分量。 此外，还可以直接将输出数据转换到其他坐标系，而且所需设置很少。

三、Femap with NX Nastran

通过交互方式，支持大量功能
Femap - NX Nastran Features Image 1基本模块中的功能包括线性和静态分析、自然模态分析、屈曲分析、基本非线性分析以及热传递分析。此外， Femap 的 NX Nastran 还包括附加的动态分析选项 — 包括瞬变 / 动态分析、频率 / 谐波响应分析、响应频谱、随机响应 DDAM （动态设计分析方法） -- 以及优质非线性分析、气动弹性分析、超单元分析、更优化分析、转子动力分析以及 DMAP （直接矩阵提取编程）等。

Femap - NX Nastran Features Image 2产品配置为基本模块提供了很多功能，并实现了极好的灵活性和可扩展性，可扩展至更优质的分析类别，能够处理更为棘手的工程问题。

四、Femap 热解算器

Femap Thermal Solver 为Femap环境添加了更先进的热分析解决方案，并为复杂的热工程问题提供快速、精确的解决方案。利用基于有限元网格和有限体素的数字技术，Femap Thermal Solver使非线性和瞬变热传导流程的建模变得无比简单，包括传导、辐射以及相变。先进的解算器技术极为可靠，而出色的解算速度即使是遇到更具挑战性的问题也不在话下。有了Femap，您就可以快速而高效地完成精确的热分析，进而提供工程意见，加快周转速度，使企业能够在当今快速的开发周期条件下立于不败之地。

五、Femap 优质热解算器

Femap 优质热解算器在 Femap 热解算器软件包的基础上增加了多项优质热学建模和仿真功能，包括流体导管建模、耦合对流和流体分析。

Femap Advanced Thermal Solver为Femap Thermal Solver程序包添加了更多优质热建模和仿真功能，包括1D流体网络建模以及自由对流和强制对流。一整套热建模工具使用户可以定义更多优质的和复杂的热仿真，比如辐射建模和航天器建模，包括太阳能加热和轨道加热、轨道建模与显示、射线跟踪功能以及连接结构等。
一些更为先进的解算器功能又构成这些建模工具的补充，比如用户定制子程序、模型简化、子结构化以及工业热规范接口等。

六、Femap 流体解算器

Femap Flow Solver为Femap环境添加了更先进的计算机流体动力学（CFD）分析解决方案，为复杂的CFD问题提供了快速、高效而精确的解决方案。

优质代数多网格解算器是完整CFD功能的中枢，能够支持层流和湍流仿真、低速和高速压缩流仿真、强制流仿真、自然对流仿真以及混合流仿真，所有仿真均带有多个入口、出口以及内部流体边界条件。

这种存储效率很高的功能确保解决方案能够快速而容易地得到解算。同时它还支持结构化的网格划分和非结构化的网格划分，具有更好的灵活性。Femap Flow Solver具有将Femap Flow Solver与Femap Thermal Solver结合在一起的功能，是Femap Thermal Solvers的一项非常出色的补充。