MIDAS FEA NX

MIDAS FEA NX background

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MIDAS FEA NX

Funzionalità principali

Scopri le funzionalità principali di MIDAS FEA NX. Immagini del prodotto e numerosi contenuti ti aspettano.

Interoperabilità libera con diversi programmi

Interoperabilità efficiente con MIDAS COLLECTION
Per sfruttare al meglio il workflow offerto da MIDAS COLLECTION, FEA NX è interoperabile con tutti i programmi inclusi in MIDAS COLLECTION. Inoltre, è possibile collegare la modellazione e le condizioni di analisi con MIDAS GEN, utilizzato nei settori dell'edilizia e degli impianti industriali. Se è necessaria un'analisi dettagliata di un progetto calcolato con MIDAS COLLECTION, il collegamento con FEA NX consente di eseguire la simulazione più facilmente.
Interoperabilità con diversi formati di modello (Import)
I modelli geometrici usati per creare i modelli a elementi finiti sono spesso generati con programmi diversi in base alle esigenze dell'ingegnere. FEA NX offre la possibilità di importare modelli in diversi formati, come indicato di seguito.
- - File Dxf / Dwg
  - File Parasolid / ACIS / STEP
  - IGES / Pro-E
  - CATIA V4 / V5
  - Solidworks / Unigraphics
  - Inventor Part / Inventor Assembly

Interoperabilità libera con diversi programmi

Interoperabilità efficiente con MIDAS COLLECTION
Per sfruttare al meglio il workflow offerto da MIDAS COLLECTION, FEA NX è interoperabile con tutti i programmi inclusi in MIDAS COLLECTION. Inoltre, è possibile collegare la modellazione e le condizioni di analisi con MIDAS GEN, utilizzato nei settori dell'edilizia e degli impianti industriali. Se è necessaria un'analisi dettagliata di un progetto calcolato con MIDAS COLLECTION, il collegamento con FEA NX consente di eseguire la simulazione più facilmente.
Interoperabilità con diversi formati di modello (Import)
I modelli geometrici usati per creare i modelli a elementi finiti sono spesso generati con programmi diversi in base alle esigenze dell'ingegnere. FEA NX offre la possibilità di importare modelli in diversi formati, come indicato di seguito.
- - File Dxf / Dwg
  - File Parasolid / ACIS / STEP
  - IGES / Pro-E
  - CATIA V4 / V5
  - Solidworks / Unigraphics
  - Inventor Part / Inventor Assembly

Generazione automatica della mesh di alta qualità

Generazione più rapida di mesh di alta qualità
MIDAS FEA NX, basato su una tecnologia di calcolo ad alte prestazioni a 64 bit, applica un nuovo framework che sfrutta l'elaborazione parallela basata su MultiCore, EM64T, GPU e co-processori, consentendo la generazione della mesh indipendentemente dal numero di elementi e riducendo drasticamente i tempi di generazione. Inoltre, sebbene gli elementi triangolari e quadrangolari siano sufficienti per creare mesh di alta qualità in modelli standardizzati e semplici, le strutture reali presentano spesso forme complesse e non standard. È quindi necessaria la creazione di mesh ibride che utilizzino sia elementi triangolari sia quadrangolari. FEA NX consente di creare mesh ibride utilizzando elementi esaedrici, piramidali, tetraedrici e prismatici, permettendo di generare mesh di alta qualità per modelli di qualsiasi forma.

Generazione automatica della mesh di alta qualità

Generazione più rapida di mesh di alta qualità
MIDAS FEA NX, basato su una tecnologia di calcolo ad alte prestazioni a 64 bit, applica un nuovo framework che sfrutta l'elaborazione parallela basata su MultiCore, EM64T, GPU e co-processori, consentendo la generazione della mesh indipendentemente dal numero di elementi e riducendo drasticamente i tempi di generazione. Inoltre, sebbene gli elementi triangolari e quadrangolari siano sufficienti per creare mesh di alta qualità in modelli standardizzati e semplici, le strutture reali presentano spesso forme complesse e non standard. È quindi necessaria la creazione di mesh ibride che utilizzino sia elementi triangolari sia quadrangolari. FEA NX consente di creare mesh ibride utilizzando elementi esaedrici, piramidali, tetraedrici e prismatici, permettendo di generare mesh di alta qualità per modelli di qualsiasi forma.

Diverse analisi avanzate

Analisi statica lineare
L'analisi statica lineare è l'analisi fondamentale, alla base di tutte le verifiche strutturali, che valuta la deformazione e la stabilità della resistenza delle strutture sotto l'azione di carichi esterni secondo la legge di Hooke. È l'analisi più basilare tra tutte quelle necessarie per verificare la sicurezza strutturale, e FEA NX offre le proprietà dei materiali, i carichi, le condizioni al contorno e tutto il necessario per eseguirla. Inoltre, gli elementi piastra bidimensionali consentono di verificare le sollecitazioni interne dell'elemento senza modificare il sistema di coordinate locale. L'analisi statica lineare consente di esaminare in dettaglio il comportamento delle zone di concentrazione delle sollecitazioni della struttura, prevenendo la rottura evitando tale concentrazione, e di ottenere una progettazione ottimale che elimina le parti superflue e rinforza ulteriormente quelle necessarie, così da avere una distribuzione uniforme delle sollecitazioni.
Analisi non lineare dei materiali/geometrica
La teoria elastica lineare non può essere utilizzata per valutare la deformazione oltre il punto di snervamento del materiale e il carico ultimo alla rottura. Poiché nello stato ultimo della struttura la relazione sollecitazione-deformazione del materiale mostra un comportamento non lineare, per valutare con rigore la capacità portante è necessaria un'analisi non lineare che consideri la non linearità del materiale. FEA NX consente di implementare diverse proprietà non lineari dei materiali per calcestruzzo e acciaio ed eseguire analisi non lineari dettagliate considerando contemporaneamente la non linearità dei materiali e quella geometrica.
Analisi per fasi costruttive
I materiali in calcestruzzo mostrano uno sviluppo della resistenza dipendente dal tempo e i carichi applicati variano durante la costruzione; è quindi necessaria un'analisi per fasi costruttive che consideri le proprietà dipendenti dal tempo del calcestruzzo. FEA NX offre l'analisi per fasi costruttive, consentendo di simulare più fasi di costruzione per trovare la sequenza ottimale che minimizza lo sviluppo delle sollecitazioni e garantisce la stabilità, riducendo al contempo i costi di costruzione.
Analisi delle armature e dei tendini
Le armature installate all'interno degli elementi in calcestruzzo, gli impalcati post-tesi e i tendini installati all'interno delle strutture PSC sono ampiamente utilizzati per costruire strutture economicamente vantaggiose. Armature e tendini installati all'interno degli elementi sono considerati modelli difficili da rappresentare in un modello a elementi finiti, e un'analisi che li includa richiede molto tempo. In FEA NX, armature e tendini sono di tipo Embedded (annegati nell'elemento base), per cui non risentono dell'informazione di suddivisione degli elementi e possono essere modellati in modo indipendente; è inoltre possibile eseguire l'analisi considerando le perdite immediate (attrito, rinculo dell'ancoraggio) e le perdite a lungo termine (rilassamento del tendine, effetti di Creep/Shrinkage) del tendine.
Analisi di instabilità
L'analisi di instabilità è un'analisi eseguita per valutare il comportamento della struttura quando, superata la resistenza a compressione ed esposta a forze di compressione, esiste la possibilità che si inflettano, si comprimano e collassino; viene utilizzata per determinare il carico critico che provoca l'instabilità della struttura e per determinare forma e pattern della deformazione. Grazie alla funzione di analisi di instabilità offerta da FEA NX è possibile eseguire più agevolmente la progettazione dettagliata di elementi compressi come colonne, travi e puntoni.
Analisi agli autovalori
L'analisi agli autovalori è indispensabile per analizzare le caratteristiche dinamiche proprie della struttura, e considerando la massa e la rigidezza della struttura consente di individuare le principali caratteristiche dinamiche, come il modo proprio (o forma modale), il periodo proprio (o frequenza propria) e il fattore di partecipazione modale (Modal Participation Factor). Grazie alla funzione di analisi agli autovalori offerta da FEA NX è possibile verificare i modi propri della struttura (Vibration Modes) e consultare tutte le forme modali, dal primo modo (o forma di vibrazione fondamentale) al secondo modo, fino all'n-esimo modo.
Analisi dello spettro di risposta
L'analisi dello spettro di risposta è una tecnica di progettazione antisismica utilizzata per ottenere in modo semplice la risposta massima della struttura; FEA NX offre, come indicato di seguito, diversi spettri di risposta sismica forniti dagli standard di progettazione nazionali e internazionali, consentendo di eseguire l'analisi dello spettro di risposta per la struttura.
- - Corea (Bridge): Corea del Sud, standard di progettazione per ponti stradali
  - Giappone (Bridge02): Giappone, specifiche di carico degli edifici e analisi dinamica
  - Cina (JTJ004-89): Cina, specifica di progettazione sismica per l'ingegneria autostradale
  - KBC 2009: Corea del Sud, standard di progettazione strutturale degli edifici (2009), KBC 2005: Corea del Sud, standard di progettazione strutturale degli edifici (2005)
  - IBC2000 (ASCE7-98): Stati Uniti, International Building Code 2000
  - UBC (1997): Stati Uniti, standard UBC 97
  - EURO (2004H-ELASTIC): Europa, criteri di progettazione sismica per le strutture
Analisi time history lineare/non lineare
L'analisi time history calcola il comportamento della struttura (spostamento, sollecitazioni, ecc.) in un dato istante, utilizzando le proprietà dinamiche della struttura e il carico dinamico applicato, quando la struttura è soggetta a carichi dinamici. MIDAS FEA NX offre sia il metodo di sovrapposizione modale sia il metodo di integrazione diretta per l'analisi time history, e consente di configurare lo smorzamento in base a ciascun metodo di analisi. Inoltre, è possibile impostare direttamente il grafico della funzione temporale per generare il carico time history, e viene fornito un database dei carichi time history più comunemente usati in progettazione, per eseguire l'analisi time history in modo più semplice.
Analisi di contatto
L'analisi di contatto studia il comportamento associato al contatto, come le forze d'attrito, le sollecitazioni e le deformazioni, che si verificano sulle superfici di corpi adiacenti, come i bulloni, dovuto allo scorrimento (sliding). FEA NX offre funzioni di analisi di contatto per condizioni come contatto solidale, contatto generale, contatto bidirezionale con scorrimento, contatto ruvido e saldatura di rottura, senza necessità di condivisione dei nodi nel modello a elementi finiti. Inoltre, offre una funzione di contatto automatico che individua automaticamente l'area in cui le mesh selezionate si incontrano, senza condivisione dei nodi, generando la superficie di contatto per rendere l'analisi di contatto più agevole.
Analisi non lineare all'interfaccia
Esistono diversi metodi per considerare l'interfaccia tra materiali diversi. MIDAS FEA NX offre cinque modelli per descrivere il comportamento non lineare all'interfaccia tra materiali eterogenei: Discrete Cracking, Dilatancy Crack, Bond-slip, Columb Friction e il modello combinato di rottura (Combined Crack-Shearing-Crushing). Applicando il modello di interfaccia più adatto alle caratteristiche della superficie di giunzione, è possibile verificare la sollecitazione e lo spostamento della struttura e dell'interfaccia.
Analisi delle fessure nel calcestruzzo
Le strutture in calcestruzzo possono sviluppare fessure superficiali per diverse condizioni, e poiché la fessurazione può ridurre notevolmente la durabilità della struttura, è necessaria una verifica delle fessure tramite analisi a elementi finiti. MIDAS FEA NX offre il modello Smeared Crack per descrivere la zona di trazione, punto debole del calcestruzzo, ai fini dell'analisi delle fessure. Grazie alla funzione di analisi delle fessure offerta da MIDAS FEA NX è possibile verificare se si verificano fessure, la loro dimensione e la direzione di propagazione, e visualizzare come lunghezza l'ampiezza di fessura prevista per un singolo elemento di calcestruzzo.
Analisi del calore di idratazione
Per il calcestruzzo massivo è necessario eseguire l'analisi del calore di idratazione per verificare come le sollecitazioni termiche generate dal calore di idratazione durante la maturazione si distribuiscono all'interno dell'elemento e quale effetto producono. Questa analisi è influenzata da diversi fattori, come il tipo di cemento, la temperatura di getto, l'altezza di getto e il metodo di maturazione, rendendo necessarie analisi iterative su diverse condizioni per trovare le condizioni di getto ottimali; questo può essere complesso, ma utilizzando MIDAS FEA NX è possibile eseguire l'analisi del calore di idratazione in modo più preciso e semplice.
Analisi della trasmissione del calore
Le strutture esposte ad alte temperature subiscono variazioni e gradienti di temperatura significativi nel tempo. Calcolando la distribuzione della temperatura nel tempo per queste strutture, è possibile comprendere le caratteristiche di trasmissione del calore e individuare la risposta strutturale (deformazione, sollecitazione) causata dalle variazioni di temperatura; per questo è necessaria l'analisi della trasmissione del calore (heat transfer). MIDAS FEA NX consente di individuare la distribuzione della temperatura nel tempo e le caratteristiche di trasmissione del calore delle strutture esposte ad alte temperature, tramite un'analisi non lineare che considera la variazione delle proprietà dei materiali (resistenza, calore specifico, conducibilità termica, ecc.) in funzione della temperatura.
Analisi a fatica
Le strutture in acciaio richiedono una verifica della sollecitazione a fatica per la rottura improvvisa degli elementi dovuta alla sollecitazione a fatica generata da carichi ripetuti. MIDAS FEA NX consente di applicare il metodo S-N (Stress-Life) o il metodo E-N (Strain-Life) ai risultati dell'analisi statica per i carichi permanenti e variabili agenti sulla struttura, valutando la vita a fatica (numero di cicli) e il grado di danno della struttura.

Diverse analisi avanzate

Analisi statica lineare
L'analisi statica lineare è l'analisi fondamentale, alla base di tutte le verifiche strutturali, che valuta la deformazione e la stabilità della resistenza delle strutture sotto l'azione di carichi esterni secondo la legge di Hooke. È l'analisi più basilare tra tutte quelle necessarie per verificare la sicurezza strutturale, e FEA NX offre le proprietà dei materiali, i carichi, le condizioni al contorno e tutto il necessario per eseguirla. Inoltre, gli elementi piastra bidimensionali consentono di verificare le sollecitazioni interne dell'elemento senza modificare il sistema di coordinate locale. L'analisi statica lineare consente di esaminare in dettaglio il comportamento delle zone di concentrazione delle sollecitazioni della struttura, prevenendo la rottura evitando tale concentrazione, e di ottenere una progettazione ottimale che elimina le parti superflue e rinforza ulteriormente quelle necessarie, così da avere una distribuzione uniforme delle sollecitazioni.
Analisi non lineare dei materiali/geometrica
La teoria elastica lineare non può essere utilizzata per valutare la deformazione oltre il punto di snervamento del materiale e il carico ultimo alla rottura. Poiché nello stato ultimo della struttura la relazione sollecitazione-deformazione del materiale mostra un comportamento non lineare, per valutare con rigore la capacità portante è necessaria un'analisi non lineare che consideri la non linearità del materiale. FEA NX consente di implementare diverse proprietà non lineari dei materiali per calcestruzzo e acciaio ed eseguire analisi non lineari dettagliate considerando contemporaneamente la non linearità dei materiali e quella geometrica.
Analisi per fasi costruttive
I materiali in calcestruzzo mostrano uno sviluppo della resistenza dipendente dal tempo e i carichi applicati variano durante la costruzione; è quindi necessaria un'analisi per fasi costruttive che consideri le proprietà dipendenti dal tempo del calcestruzzo. FEA NX offre l'analisi per fasi costruttive, consentendo di simulare più fasi di costruzione per trovare la sequenza ottimale che minimizza lo sviluppo delle sollecitazioni e garantisce la stabilità, riducendo al contempo i costi di costruzione.
Analisi delle armature e dei tendini
Le armature installate all'interno degli elementi in calcestruzzo, gli impalcati post-tesi e i tendini installati all'interno delle strutture PSC sono ampiamente utilizzati per costruire strutture economicamente vantaggiose. Armature e tendini installati all'interno degli elementi sono considerati modelli difficili da rappresentare in un modello a elementi finiti, e un'analisi che li includa richiede molto tempo. In FEA NX, armature e tendini sono di tipo Embedded (annegati nell'elemento base), per cui non risentono dell'informazione di suddivisione degli elementi e possono essere modellati in modo indipendente; è inoltre possibile eseguire l'analisi considerando le perdite immediate (attrito, rinculo dell'ancoraggio) e le perdite a lungo termine (rilassamento del tendine, effetti di Creep/Shrinkage) del tendine.
Analisi di instabilità
L'analisi di instabilità è un'analisi eseguita per valutare il comportamento della struttura quando, superata la resistenza a compressione ed esposta a forze di compressione, esiste la possibilità che si inflettano, si comprimano e collassino; viene utilizzata per determinare il carico critico che provoca l'instabilità della struttura e per determinare forma e pattern della deformazione. Grazie alla funzione di analisi di instabilità offerta da FEA NX è possibile eseguire più agevolmente la progettazione dettagliata di elementi compressi come colonne, travi e puntoni.
Analisi agli autovalori
L'analisi agli autovalori è indispensabile per analizzare le caratteristiche dinamiche proprie della struttura, e considerando la massa e la rigidezza della struttura consente di individuare le principali caratteristiche dinamiche, come il modo proprio (o forma modale), il periodo proprio (o frequenza propria) e il fattore di partecipazione modale (Modal Participation Factor). Grazie alla funzione di analisi agli autovalori offerta da FEA NX è possibile verificare i modi propri della struttura (Vibration Modes) e consultare tutte le forme modali, dal primo modo (o forma di vibrazione fondamentale) al secondo modo, fino all'n-esimo modo.
Analisi dello spettro di risposta
L'analisi dello spettro di risposta è una tecnica di progettazione antisismica utilizzata per ottenere in modo semplice la risposta massima della struttura; FEA NX offre, come indicato di seguito, diversi spettri di risposta sismica forniti dagli standard di progettazione nazionali e internazionali, consentendo di eseguire l'analisi dello spettro di risposta per la struttura.
- - Corea (Bridge): Corea del Sud, standard di progettazione per ponti stradali
  - Giappone (Bridge02): Giappone, specifiche di carico degli edifici e analisi dinamica
  - Cina (JTJ004-89): Cina, specifica di progettazione sismica per l'ingegneria autostradale
  - KBC 2009: Corea del Sud, standard di progettazione strutturale degli edifici (2009), KBC 2005: Corea del Sud, standard di progettazione strutturale degli edifici (2005)
  - IBC2000 (ASCE7-98): Stati Uniti, International Building Code 2000
  - UBC (1997): Stati Uniti, standard UBC 97
  - EURO (2004H-ELASTIC): Europa, criteri di progettazione sismica per le strutture
Analisi time history lineare/non lineare
L'analisi time history calcola il comportamento della struttura (spostamento, sollecitazioni, ecc.) in un dato istante, utilizzando le proprietà dinamiche della struttura e il carico dinamico applicato, quando la struttura è soggetta a carichi dinamici. MIDAS FEA NX offre sia il metodo di sovrapposizione modale sia il metodo di integrazione diretta per l'analisi time history, e consente di configurare lo smorzamento in base a ciascun metodo di analisi. Inoltre, è possibile impostare direttamente il grafico della funzione temporale per generare il carico time history, e viene fornito un database dei carichi time history più comunemente usati in progettazione, per eseguire l'analisi time history in modo più semplice.
Analisi di contatto
L'analisi di contatto studia il comportamento associato al contatto, come le forze d'attrito, le sollecitazioni e le deformazioni, che si verificano sulle superfici di corpi adiacenti, come i bulloni, dovuto allo scorrimento (sliding). FEA NX offre funzioni di analisi di contatto per condizioni come contatto solidale, contatto generale, contatto bidirezionale con scorrimento, contatto ruvido e saldatura di rottura, senza necessità di condivisione dei nodi nel modello a elementi finiti. Inoltre, offre una funzione di contatto automatico che individua automaticamente l'area in cui le mesh selezionate si incontrano, senza condivisione dei nodi, generando la superficie di contatto per rendere l'analisi di contatto più agevole.
Analisi non lineare all'interfaccia
Esistono diversi metodi per considerare l'interfaccia tra materiali diversi. MIDAS FEA NX offre cinque modelli per descrivere il comportamento non lineare all'interfaccia tra materiali eterogenei: Discrete Cracking, Dilatancy Crack, Bond-slip, Columb Friction e il modello combinato di rottura (Combined Crack-Shearing-Crushing). Applicando il modello di interfaccia più adatto alle caratteristiche della superficie di giunzione, è possibile verificare la sollecitazione e lo spostamento della struttura e dell'interfaccia.
Analisi delle fessure nel calcestruzzo
Le strutture in calcestruzzo possono sviluppare fessure superficiali per diverse condizioni, e poiché la fessurazione può ridurre notevolmente la durabilità della struttura, è necessaria una verifica delle fessure tramite analisi a elementi finiti. MIDAS FEA NX offre il modello Smeared Crack per descrivere la zona di trazione, punto debole del calcestruzzo, ai fini dell'analisi delle fessure. Grazie alla funzione di analisi delle fessure offerta da MIDAS FEA NX è possibile verificare se si verificano fessure, la loro dimensione e la direzione di propagazione, e visualizzare come lunghezza l'ampiezza di fessura prevista per un singolo elemento di calcestruzzo.
Analisi del calore di idratazione
Per il calcestruzzo massivo è necessario eseguire l'analisi del calore di idratazione per verificare come le sollecitazioni termiche generate dal calore di idratazione durante la maturazione si distribuiscono all'interno dell'elemento e quale effetto producono. Questa analisi è influenzata da diversi fattori, come il tipo di cemento, la temperatura di getto, l'altezza di getto e il metodo di maturazione, rendendo necessarie analisi iterative su diverse condizioni per trovare le condizioni di getto ottimali; questo può essere complesso, ma utilizzando MIDAS FEA NX è possibile eseguire l'analisi del calore di idratazione in modo più preciso e semplice.
Analisi della trasmissione del calore
Le strutture esposte ad alte temperature subiscono variazioni e gradienti di temperatura significativi nel tempo. Calcolando la distribuzione della temperatura nel tempo per queste strutture, è possibile comprendere le caratteristiche di trasmissione del calore e individuare la risposta strutturale (deformazione, sollecitazione) causata dalle variazioni di temperatura; per questo è necessaria l'analisi della trasmissione del calore (heat transfer). MIDAS FEA NX consente di individuare la distribuzione della temperatura nel tempo e le caratteristiche di trasmissione del calore delle strutture esposte ad alte temperature, tramite un'analisi non lineare che considera la variazione delle proprietà dei materiali (resistenza, calore specifico, conducibilità termica, ecc.) in funzione della temperatura.
Analisi a fatica
Le strutture in acciaio richiedono una verifica della sollecitazione a fatica per la rottura improvvisa degli elementi dovuta alla sollecitazione a fatica generata da carichi ripetuti. MIDAS FEA NX consente di applicare il metodo S-N (Stress-Life) o il metodo E-N (Strain-Life) ai risultati dell'analisi statica per i carichi permanenti e variabili agenti sulla struttura, valutando la vita a fatica (numero di cicli) e il grado di danno della struttura.