Midas NFX 2024 R1

Soluzione completa e multidisciplinare di analisi.

A cura di Redazione

Midas NFX offre ai propri utenti un ambiente di lavoro unificato per la gestione dell’intero processo di simulazione, dal defeaturing del CAD all’analisi ed il post-processing dei risultati. Grazie a Midas NFX è possibile preparare ed eseguire analisi  strutturali, termiche, fluidodinamiche e di ottimizzazione in una unica interfaccia grafica, completa e completamente integrata ai diversi solutori disponibili, condividendo i risultati tra le diverse analisi e/o eseguendo studi multidisciplinari.

Siamo lieti di presentarvi le principali novità di midas NFX 2024.

Raccomando vivamente Midas NFX a chiunque si senta limitato dagli strumenti attualmente in uso. Intuitivo e semplice da usare per utenti meno esperti, midas NFX può aumentare significativamente la produttività di analisti “stagionati”, permettendo loro di gestire più scenari di simulazione, più modelli e più fisiche all’interno di un unico file di modello e di una sola interfaccia grafica.

midas NFX 2024 R1 ...uno strumento di simulazione che cresce insieme ai propri utenti.

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Perchè non approfittarne!

Release notes » Principali aggiornamenti.

  • Ampliamento dei metodi di analisi per l’analisi di spettro di risposta introducendo il metodo Gupta, il metodo Lindley-Yow e il metodo “missing mass”.
  • Nuove funzionalità per la combinazione dei carichi nella analysis results table: Simple Sum, SRSS, Inviluppo.
  • Processing migliorato dei dati time-history nell’analisi strutturali: valore finale, 1° interpolazione, 2° interpolazione, valore specifico, ciclicità.
  • E’ stata introdotta la possibilità di copiare i carichi e le condizioni al contorno quando si copiano elementi della mesh.
  • E’ stato migliorato il supporto della visualizzazione in alta risoluzione in MS Windows.
  • Sono stati aggiunti comandi di lavorazione delle facce, introducendo i comandi booleani difference, intersection, embedding.
  • E’ stata introdotta la possibilità di importare file NFX (*.nfx) in un modello esistente. ***
  • E’ stata ampliata la funzione automatica di generazione dei collegamenti bullonati implementando il riconoscimento basato sulle facce della geometria e su elementi 2D.
  • E’ stata aggiunta una funzionalità di “sweep” della mesh basata su linee e sulle cross-section.
  • Sono state migliorate ed ampliate le tecniche di generazione di una mesh di tipo layered
    sia in 2D che in 3D. ***
  • Aggiornamento alle versioni più recenti delle interfacce CAD.
  • Miglioramenti generici.

(***)

Queste funzioni sono troppo belle per essere semplicemente illustrate in questa release note.
Vi dedicheremo spazio nelle prossime settimane!

Per ora accontentatevi di sapere che esistono!

Release notes » Highlights

Miglioramento delle funzionalità per l'analisi di Risposta Spettrale (Response Spectrum Analysis).

Nuovi metodi di combinazione delle componenti periodica e rigida.

La U.S. Nuclear Regulatory Commission (U.S.NRC) ha fornito approcci analitici per combinare sia la componente rigida che quella periodica di risposta di una struttura, questo consente un’analisi completa del suo spettro di risposta in frequenza. I due metodi per le due tipologie di risposta sono stati integrati.

Per la componente periodica è stato introdotto il metodo di Gupta, e il metodo di Lindley-Yow, in accordo con le prescrizioni del U.S.NRC Reg. Guide 1.92. In aggiunta è stato implementato il metodo “missing mass” (static ZPA) per considerare quei modi rigidi che vengono esclusi dal rapporto di partecipazione in massa. Attraverso la possibilità di specificare il numero di modi e il range di frequenze di interesse, è possibile ottenere un’analisi targettizzata dello spettro di risposta in frequenza.

Attraverso la finestra < subcase control > è adesso possibile

(1) Settare l’intervallo di calcolo per la frequenza
E’ Possibile imporre un limite al numero di modi all’interno di un range di frequenza definito dall’utente. Quando è attiva, sono calcolati solo gli autovalori all’interno dell’intervallo di frequenza specificato.

(2) Metodo Missing Mass
Quando è attiva, i calcoli sono eseguiti utilizzando il metodo “ZPA static” per i rapporti di partecipazione in massa.

(3) Metodo Rigid Response
Quando è attiva, viene calcolato il coefficiente di risposta rigida (𝛼𝑖) e quindi incorporato nella componente di risposta periodica. A seconda della selezione del metodo Gupta o Lindley-Yow il metodo di calcolo verrà applicato di conseguenza.

Immagine-1.

Aggiunta dei metodi di Risposta Rigida.

Durante le analisi di sicurezza sismica, lo spettro di risposta comunemente utilizzato viene suddiviso in segmenti AB, BC e CD ognuno dei quali rispettivamente presenta range di amplificazione di spostamento, velocità e accelerazione. Facendo riferimento all’immagine seguente, il segmento DE definisce la transizione dalle frequenze spettrali periodiche (modi propri) ai modi rigidi, mentre i segmenti EF e FG sono dominati dai modi rigidi (ZPA).

Seguendo le indicazioni della U.S. NRC sono implementati i metodi sia per la componente periodica che per quella rigida con particolare riferimento al metodo di Gupta e al metodo di Lindley-Yow.

Immagine-2.

Aggiunta del metodo Missing Mass.

Seguendo le indicazioni della U.S. NRC è stato sviluppato il metodo analitico “Missing Mass” per l’analisi dei modi rigidi mancanti a completamento della funzionalità di analisi spettrale.

Immagine-3.

Aggiunta del Metodo Missing Mass.

Il risultato della combinazione completa  è mostrato insieme al risultato del metodo Missing Mass.

Immagine-4.

Combinazione dei carichi nella Analysis Results table.

Nell’analisi strutturale, oltre al peso proprio della struttura esistono diversi carichi, come i carichi dinamici, i carichi dati dal vento, carichi variabili, carichi sismici, … . Per garantire la sicurezza nelle diverse condizioni come l’installazione, il funzionamento e le condizioni limite operative è necessario verificare le varie combinazioni di carico secondo gli standard esistenti, che spesso introducono coefficienti differenziali di combinazione dei carico e di sovraccarico (maggiorazione) in relazione allo stato di verifica (stato limite, stato di esercizio, ..).

Le combinazioni di carico possono essere generate sia combinando i carichi stessi sia utilizzando opportunamente  i risultati analizzati durante la fase di post-processing. Nella versione precedente di NFX era disponibile un’unica funzione per la combinazione dei carichi, indipendentemente dal tipo di analisi, risultando inefficiente per la generazione simultanea di carichi multipli.

Per facilitare la creazione delle combinazioni di carico, è stata resa disponibile una funzionalità aggiuntiva sottoforma di tabella di combinazione. La nuova funzionalità consente di creare set di combinazioni di carico sotto diverse condizioni (eg. SRSS, Sommatoria Semplice, Inviluppo) attraverso una singola tabella modificabile built-in oppure tramite l’utilizzo di Excel per la modifica esterna dei dati. La generazione dei risultati derivanti dalla combinazione dei carichi è realizzata in funzione delle selezioni fatte in tabella.

Le nuove funzionalità di combinazione dei carichi consentono di definire manualmente le combinazioni o interfacciare un file xls esterno.

Nuove opzioni per le time functions nell'analisi strutturale

Nelle versioni precedenti le time-functions di analisi strutturale estrapolano i punti oltre al punto finale della tabella di valori facendo una interpolazione lineare sugli ultimi due punti. Il metodo constringe a definire leggi periodiche in modo esteso, ripetendo la storia temporale per l’intera durata della simulazione.

In midas NFX 2024 sono state definite 5 strategie di estrapolazione dei dati nelle time-functions.

L’immagine seguente illustra le diverse strategie implementate: (1) Last-value; (2) Interpolazione del 1° ordine; (3) interpolazione del 2° ordine; (4) set-value o valore specifico; (5) ripetizione ciclica.

In NFX 2024 sono disponibili 5 strategie di interpolazione dei punti oltre l’ultimo valore di una time-function, rendendo più efficiente la definizione delle funzioni soprattutto in presenza di fenomeni lineari, parabolici o ciclici, oppure fenomeni con un set-point costante all’infinto.

Ereditarietà di condizioni al contorno nella copia degli elementi

E’ sovente copiare elementi nella creazione di modelli FEM. Con midas NFX 2024 è possibile copiare carichi e vincoli insieme agli elementi. L’ereditarietà delle condizioni di carico e delle condizioni al contorno durante il processo di copia degli elementi è disponibile per i comandi di “traslazione“, “rotazione” e “simmetria”.

In NFX 2024 è è stata introdotta la possibilità di ereditare condizioni di carico e condizioni al contorno durante il processo di copia degli elementi.

Migliore supporto delle risoluzioni full-HD e superiori.

L’interfaccia grafica di midas NFX era ottimizzata per schermi full-HD (1920×1080 pixel), nella versione 2024 è stata migliorata per supportare schermi fino a 4K (3840×2160 pixel), consentendo una visualizzazione ottimale di icone, testo e comandi, in base alla risoluzione scelta in MS Windows dall’utente. Il supporto 4K è applicato di default senza richiedere ulteriori settaggi.

Nuovi comandi di manipolazione della geometria per le entità "faccia".

Oltre alle funzioni di “Fuse” ed “Explode”, midas NFX 2024 introduce i comandi booleani di “cut“, “intersect” e “embed” tra superfici, risparmiando molto lavoro all’analista.

I comandi booleani tipici di corpi solidi sono stati estesi in midas NFX 2024 anche alle superfici e le facce.

Introduzione di nuovi elementi: Weld connector (C-Weld) ed Elemento Coesivi (C-Cohesive)

Midas NFX 2024 amplia le potenzialità di modellazione delle saldature affiancando al “Area Contact Model” (ACM) i cosiddetti elementi Weld Connectors (C-Weld), definiti in modo automatico nella tradizionale strategia RBE3 + beam. L’ampiezza degli elementi RBE3 è definita dall’utente in relazione alla distanza di ricerca imposta, dal diametro di saldatura e al numero di livelli definiti dall’utente. Gli elementi possono essere definiti sia in modo diretto (click-by-click) oppure importando una nuvola di punti (serie di coordinate) da un fiel esterno (ascii).

In aggiunta, nuovi elementi e proprietà fisiche sono stati sviluppati in midas NFX ed integrati in modo da applicarsi automaticamente agli “elementi coesivi” importati in formato Nastran (*.bdf).

Schematizzazione degli elementi spot-weld C-WELD (sinistra) e ACM (destra).

Comando di creazione automatica di serie di viti/bulloni.

La nuova funzione permette la creazione automatica di collegamenti filettati schematizzati come element 1D e RBE3 a partre non solo da solidi (funzione già disponibile) ma anche da superfici o elementi. Il comando, definito un set di elementi e/o superfici, ricerca le superfici e/o le facce degli elementi all’interno di una certa distanza e crea automaticamente la connessione, senza un limite di numero di collegamenti. E’ possibile definire se collegare la faccia o solo l’edge interno del foro e, se necessario, è possibile definire un precarico di serraggio prima della generazione automatica.

Il comando di creazione automatica dei collegamenti bullonati.

Sweep di elementi 1D > 2D

Attraverso l’innovativo comando “Profile shell” gli utenti possono ora creare facilmente mesh 2D usando sezioni trasversali e linee guida personalizzate. Questa funzionalità è applicabile per esempio a sistemi di tubazioni, strutture telaio e altro ancora. E’ possibile generare elementi 2D trasversali con spessori diversi per ogni segmento/tratto costituente la sagoma della sezione trasversale dell’elemento, in questo caso NFX genererà in automatico le proprietà specifiche per ciascun tratto. È possibile inoltre regolare la densità degli elementi nei punti desiderati, per mezzo della funzione “seed regeneration” mantenendo inalterata la forma geometrica generata.

L’innovativo comando profile shell per fare sweep di elemento 1D creando una mesh 2D.

Aggiunta delle variabili di turbolenza al grafico dei residui per l'analisi CFD.

Il grafico visualizza i residui delle variabili indipendenti risolte nelle equazioni di conservazione considerate. Nell’analisi dei fluidi quando si applicano modelli di turbolenza, le variabili di turbolenza vengono risolte assieme a velocità e pressione. Sebbene le variabili di turbolenza fossero già risolte, non erano visualizzate nel grafico per mantenere l’interfaccia meno ingombrante. Tuttavia, per migliorarne l’interpretabilità, il grafico è stato modificato per visualizzare coerentemente tutte le variabili indipendenti risolte nell’analisi.

Bug-fixes e risoluzione di problemi.

Risoluzione degli errori di reinterpretazione del precarico dei bulloni

Per riflettere al meglio gli effetti del serraggio sui bulloni, adesso è possibile eseguire un subcase di Precarico indipendente e separato antecedente al primo subcase di analisi, per tutti i casi di analisi in cui il Precarico è applicabile. Questo permette di esaminare i carichi residui a seguito del precarico. In precedenza, quando si ripeteva l’analisi con condizioni modificate, il subcase di Precarico non veniva eliminato, causando disagi per gli utenti che dovevano cancellarlo manualmente. Questo aspetto è stato migliorato per velocizzare il processo.

Risoluzione del problema relativo alle condizioni iniziali di temperatura

Abbiamo identificato un problema per cui, quando si applicavano carichi elettrici nell’analisi di calore per effetto Joule, la temperatura iniziale veniva ignorata e veniva invece applicata la temperatura propria del materiale. Questo problema è stato risolto, adesso l’immissione di valori puntuali e l’impostazione della temperatura iniziale funzionano correttamente, permettendo di imporre le temperature iniziali in modo puntuale nel setup dell’analisi.

Risoluzione dell’errore di conversione delle unità nella funzione “Results Extraction”

Abbiamo identificato un problema per cui si verificano conversioni anomale durante l’utilizzo della funzione  “Results Extraction” nell’analisi dei risultati, a seconda delle modifiche del sistema di unità da parte dell’utente (ad es. N, kgf, tonf). Questo problema è stato risolto e i risultati sono rappresentati correttamente in tutti i sistemi di unità.

Risoluzione dell’errore operativo relativo ai sensori di tipo “Forza”

È stato individuato un errore nella categoria dei sensori di tipo forza e nella relativa esportazione di dati, che è stato corretto all’interno dell’interfaccia grafica. Inoltre, è stato osservato un malfunzionamento per cui se i risultati degli elementi sono definiti ai nodi, in corrispondenza dei sensori dovrebbe fornirsi una media sui nodi dell’elemento, ma non funzionava correttamente. Questo problema è stato risolto per garantire output corretti dal solutore.

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