W codziennej pracy inżyniera przygotowanie modelu najczęściej decyduje o czasie i jakości całej analizy. Oczyszczanie geometrii, idealizacja kształtów, dobór odpowiednich typów siatek i tworzenie połączeń — to procesy, które w klasycznym podejściu potrafią być wyjątkowo czasochłonne.
Rozwiązaniem tego problemu jest Automated FEM – zestaw metod dostępnych w środowisku 3DEXPERIENCE SIMULIA, które pozwalają znacząco przyspieszyć i uporządkować proces przygotowania modelu MES.
1. Czym jest automated FEM?
Automated FEM to grupa metod umożliwiających automatyczne generowanie modeli elementów skończonych dla części i złożeń. Platforma wykorzystuje zdefiniowane reguły siatkowania, idealizacje geometryczne oraz zasady tworzenia połączeń, dzięki czemu w jednym kroku można przygotować kompletny model FEM – bez konieczności ręcznej interakcji z każdą częścią.
W praktyce użytkownik definiuje zestaw reguł i parametrów, a system automatycznie:
- upraszcza geometrię (np. usuwa drobne otwory, fazy, zaokrąglenia),
- stosuje odpowiednie metody siatkowania (Midsurface Quad Mesh, Sweep Mesh, Surface Quad Mesh itp.),
- generuje połączenia między częściami (kontaktowe, punktowe, wirtualne śruby),
- tworzy kompletny, gotowy do analizy model.
2. Korzyści z zastosowania Automated FEM
- Automatyzacja pracy – znaczące skrócenie czasu przygotowania modelu
- Powtarzalność i standaryzacja – te same reguły mogą być stosowane w całym zespole projektowym.
- Integracja z projektem CAD – model FEM pozostaje w pełni powiązany z geometrią i reaguje na zmiany.
- Obsługa złożeń – automatyczne tworzenie połączeń kontaktowych i śrubowych.
- Elastyczność – możliwość łączenia metod automatycznych z ręcznym podejściem w jednej analizie.
3. Rodzaje metod Automated FEM
Platforma 3DEXPERIENCE SIMULIA udostępnia różne metody Automated FEM, które można dopasować do stopnia złożoności modelu i potrzeb użytkownika.
Przyjrzyjmy się zatem, czym charakteryzują się poszczególne metody i kiedy warto z nich korzystać.
- Standard Automated FEM Method
- Advanced Automated FEM Method
Najbardziej rozbudowana i elastyczna metoda. Umożliwia definiowanie różnych technik siatkowania i idealizacji dla poszczególnych części złożenia oraz automatyczne tworzenie połączeń kontaktowych i wirtualnych śrub.
Po zmianach w projekcie model można zregenerować jednym poleceniem, co znacząco skraca iteracje projektowe.
W filmie demonstracyjnym pokazuję, jak w kilka minut uzyskać kompletny, zoptymalizowany model FEM całego złożenia.
- User-Driven Automated FEM Method
- Empty Automated FEM Method
- Axisymmetric Automated FEM Method
- Submodel Automated FEM Method
- Preloaded Automated FEM Method
- Lattice Automated FEM Method
- Inne specjalistyczne metody Automated FEM
Podstawowa i najbardziej uniwersalna metoda, automatycznie tworząca siatki dla części bryłowych, powierzchniowych i belkowych. Sprawdza się w typowych modelach, gdzie nie ma potrzeby stosowania złożonych reguł lub wielu połączeń.
Pozwala użytkownikowi samodzielnie wskazać metody siatkowania i parametry, zachowując strukturę Automated FEM. Nie generuje automatycznych połączeń, ale daje większą kontrolę nad procesem.
Tworzy pusty model FEM powiązany z geometrią – idealny, gdy siatkowanie ma być przeprowadzone w pełni ręcznie.
Tworzy modele 2D osiowosymetryczne na podstawie geometrii 3D, co pozwala radykalnie zmniejszyć liczbę elementów w analizach obrotowych komponentów, np. tulei czy zbiorników.
Umożliwia tworzenie podmodeli lokalnych, np. w obszarach spoin lub połączeń, co zwiększa dokładność analizy bez konieczności ponownego meshowania całej konstrukcji.
Uwzględnia stany naprężeń z wcześniejszych analiz, np. z symulacji procesu wytwarzania, co pozwala analizować kolejne etapy pracy konstrukcji w realistycznych warunkach.
Dedykowana modelom o strukturze kratowej (lattice), wykorzystywanym w projektach do druku 3D.
Automatycznie generuje siatki dla struktur porowatych i umożliwia analizę ich zachowania pod obciążeniem.
Platforma oferuje również zestaw innych wyspecjalizowanych metod, takich jak Lattice, Mirror, Functional Structure czy Custom Automated FEM, przeznaczonych odpowiednio do modelowania struktur kratowych, układów symetrycznych, dużych konstrukcji inżynierskich (np. mostów) oraz tworzenia własnych, firmowych procedur i reguł meshowania.
Dostępny zakres metod automatycznego meshowania zależy od roli użytkownika w środowisku 3DEXPERIENCE. Przykładowo, metoda Functional Structure jest dostępna dla ról dedykowanych dużym konstrukcjom inżynierskim.
4. Podsumowanie
Automated FEM to rozwiązanie, które łączy zalety automatyzacji z pełną kontrolą inżynierską. Dzięki różnorodnym metodom – od podstawowych po zaawansowane – można w prosty i spójny sposób przygotować kompletny model FEM całego złożenia.
W praktyce oznacza to mniej powtarzalnej pracy, szybsze iteracje projektowe i większą powtarzalność wyników.
To narzędzie, które pozwala skupić się na tym, co naprawdę istotne – na analizie i doskonaleniu konstrukcji, a nie na żmudnym przygotowaniu modelu.
5. Zobacz Automated FEM w praktyce!
W tym krótkim materiale zobaczysz, jak w środowisku 3DEXPERIENCE SIMULIA można w pełni zautomatyzować proces przygotowania analizy MES.
Cały przepływ – od geometrii CAD po gotową siatkę – odbywa się w jednym, spójnym procesie, bez konieczności ręcznego definiowania poszczególnych kroków.
To właśnie istota Automated FEM: szybkość, powtarzalność i niezawodność. Dzięki takiemu podejściu inżynier może skupić się na tym, co naprawdę istotne – na analizie wyników i podejmowaniu decyzji projektowych, a nie na czasochłonnym przygotowaniu modelu.
