2024版Femap整体介绍

Femap整体介绍
•Femap软件概述
•Femap界面与操作基础
目录•前处理功能详解
•求解器原理及性能评估
•后处理功能展示与应用
•Femap高级功能介绍
•总结与展望
01 Femap软件概述
随着计算机技术的发展，Femap 不断进行升级和改进，逐渐在工程分析领域占据重要地
位。

2000年后，Femap加入西门子数字化工业软件家族，成为其重要组成部分，为用户提供更全面的仿真分析解决方案。

起源于20世纪80年代，由美国
公司开发，专注于有限元分析
（FEA）领域。

软件背景及发展历程
提供丰富的CAD 接口，支持多种几何模型导入；具备高效的网格划分工具，可快速生成
高质量的有限元模型。

强大的前处理功能
内置多种求解器，支持线性、非线性、动力学、热力学等多种分析类型，满足用户不同
需求。

全面的求解器支持
提供直观的云图、矢量图、动画等多种结果展示方式；支持自定义报告生成，便于用户进行结果分析和交流。

丰富的后处理功能Femap 界面友好，操作简便，支持Windows 操作系统，易于学习和使用。

易用性
Femap 核心功能与特点
能源领域
用于风力发电机、石油管道等设备的强度和疲劳寿命评估。

航空航天
用于飞机、发动机等复杂结构的设计和性能分析。

汽车工业
应用于车身、底盘、发动机等部件的结构优化和碰撞安全性分析。

电子行业
对电子设备结构进行热分析、振动分析等，优化产品设计。

科研与教育
为科研机构和高校提供强大的仿真分析工具，促进科研和教学工作的发展。

应用领域与行业分布
02 Femap界面与操作基础
界面布局及主要功能模块
网格划分模块
提供多种网格生成技术和网格编
辑工具，以满足不同分析需求。

建模模块
用于创建和编辑几何模型，支持
多种CAD数据格式的导入和导出。

主界面
包括菜单栏、工具栏、模型树、
属性窗口以及图形窗口等部分，
为用户提供了直观的操作环境。

求解模块
支持多种求解器接口，可进行线
性、非线性、动力学等分析。

后处理模块
提供丰富的结果可视化工具，帮
助用户直观地理解和评估分析结
果。

文件操作视图操作选择操作
撤销与重做
基本操作与快捷键使用
包括新建、打开、保存模型文件等，可通过快捷键Ctrl+N、Ctrl+O、Ctrl+S等进行快速操作。

可通过单击、框选等方式选择模型元素，支持多种选择模式。

支持平移、旋转、缩放等视图操作，可通过鼠标拖拽或快捷键进行操作。

可通过Ctrl+Z和Ctrl+Y快捷键进
行撤销和重做操作。

支持多种视图方向设置，如正视、侧视、俯
视等。

视图方向
提供多种视图风格选项，如线框、隐藏线、着色等。

视图风格
可调整模型元素的显示属性，如颜色、线型、
线宽等。

显示设置
支持对视图进行裁剪，以便更好地观察和分析模型局部细节。

视图裁剪
视图调整与显示设置
03前处理功能详解
几何建模与网格划分技术
→✞▫✐
01
Femap支持直接导入各种CAD软件生成的几何模型，如SolidWorks、
CATIA等。

同时，用户也可以在Femap内部进行简单的几何建模和编辑
操作。

网格划分
02
Femap提供了多种网格划分技术，包括自动网格划分、映射网格划分
和扫掠网格划分等。

用户可以根据分析需求选择合适的网格类型和大小，
以实现高质量的网格划分。

网格质量检查
03
在网格划分完成后，Femap提供了网格质量检查功能，帮助用户识别
并修复潜在的网格问题，以确保分析的准确性和可靠性。

材料属性定义及赋值方法
材料库
Femap内置了丰富的材料库，涵盖了各种常见的金属、非金属和复合材料等。

用户可以直接
从材料库中选择所需的材料，也可以自定义新的材料属性。

材料属性赋值
用户可以通过多种方式将材料属性赋值给模型中的不同部分，包括直接指定、通过表格或函
数定义等。

此外，Femap还支持批量赋值和复制粘贴等操作，提高了赋值的效率。

材料非线性
Femap支持定义材料的非线性行为，如塑性、蠕变和疲劳等。

用户可以根据实际需求设置相
应的材料参数和模型，以更准确地模拟实际结构的响应。

边界条件施加与载荷设置
边界条件
Femap提供了多种边界条件类型，如固定约束、位移约束和旋转约束等。

用户可以根据实际情况选择合适的边界条件，并
灵活地施加在模型的相应位置。

载荷设置
用户可以在Femap中定义各种载荷类型，如集中力、分布力和压力等。

同时，Femap还支持载荷的时间历程定义和函数
表达式输入等功能，以满足复杂的加载需求。

载荷工况管理
Femap提供了载荷工况管理功能，允许用户创建多个载荷工况并对其进行组合和比较。

这有助于用户更
全面地了解结构在不同载荷条件下的响应和性能表现。

04
求解器原理及性能评估
03
选择依据
问题规模、计算资源、求解精度和收敛速度等。

01
直接求解器
基于直接法，通过消元或分解矩阵来求解线性方程组，适用于中小规模问题。

02
迭代求解器
采用迭代方法，逐步逼近解，适用于大规模问题和特定类型的问题，如流体力学、结构动力学等。

求解器类型及选择依据
实时显示求解进度、内存占用和计算时间等信息，方便用户了解求解状态。

求解过程监控
结果输出
自定义输出
提供丰富的后处理功能，如应力、应变、位移等云图显示，动画演示，数据导出等。

用户可根据需求自定义输出内容，如特定位置的应力、应变值等。

03
02
01
求解过程监控与结果
内存占用
衡量求解器在计算过程中的内存使用情况。

计算速度
评估求解器在单位时间内完成计算任务的能力。

收敛性
评估求解器在处理复杂问题时能否快速收敛到正确解。

评估方法
采用基准测试、对比分析和实际案例验证等方法进行评估。

稳定性
检验求解器在处理不同规模和类型的问题时的稳定性表现。

性能评估指标及方法
05
后处理功能展示与应用
结果查看
Femap提供直观的结果查看界面，用户可以方便地查看模型的变形、应力、应变等分析结果。

同时，支持多种视图操作，如旋转、缩放、平移等，以便用户从不同角度观察模型。

用户可以通过Femap的数据提
取功能，获取模型特定位置的分
析结果。

例如，可以提取节点或
单元的应力、应变、位移等数据，
以便进行进一步的分析和处理。

Femap支持多个分析结果之间
的对比，用户可以将不同工况或
不同时间步的结果进行对比，以
便更好地了解模型的性能。

数据提取结果对比
结果查看与数据提取技巧
云图
云图是一种将分析结果以彩色云状图形展示的方式，能够直观地反映模型各区域的应力、应变等分布情况。

Femap提供丰富的云图选项，用户可以根据需要选择不同的云图类型和色彩方案。

矢量图
矢量图能够展示模型各点的位移、
速度等矢量信息，帮助用户更好
地了解模型的动态行为。

Femap
支持生成多种类型的矢量图，如
位移矢量图、速度矢量图等。

动画演示
Femap还提供动画演示功能，用
户可以将分析结果以动画的形式
展示出来，以便更直观地观察模
型的变形和动态响应过程。

云图、矢量图等可视化工具应用
01 02 03报告模板
Femap提供多种报告模板，用户可以根据需要选择合适的模板来生成报告。

同时，用户也可以自定义报告模板，以满足特定的报告需求。

数据导出
Femap支持将分析结果导出为多种格式的数据文件，如Excel、CSV等。

用户可以将导出的数据用于生成自定义的报告或进行进一步的数据处理和分析。

图表生成
Femap还提供图表生成功能，用户可以根据需要将分析结果以图表的形式展示出来。

例如，可以生成应力分布曲线图、位移随时间变化曲线图等。

这些图表可以直观地反映模型的分析结果和性能特点。

自定义报告生成方法
06 Femap高级功能介绍
1 2 3Femap支持弹塑性、超弹性、蠕变等多种材料非线性行为，能够准确模拟材料在复杂加载条件下的响应。

材料非线性
软件支持大变形、大转动等几何非线性问题，适用于分析结构在极端条件下的行为。

几何非线性
Femap提供了多种接触类型，如面面接触、点面接触等，能够模拟结构间的摩擦、碰撞等非线性接触行为。

接触非线性
非线性分析技术支持
多物理场耦合仿真实现
结构-热耦合
Femap能够实现结构与热传导的耦合分析，考虑温度变化对结
构应力和变形的影响。

结构-流体耦合
软件支持结构与流体的相互作用分析，模拟流体载荷对结构性能
的影响。

多场耦合
Femap还提供了电磁、声学等多物理场的耦合分析功能，满足
用户在复杂工程问题中的需求。

Femap 支持参数化建模技术，用户可以通过定义参数来驱动模型形状和尺寸的变化，提高设计效
率。

参数化建模
软件内置了多种优化算法，如遗传算法、梯度法等，能够帮助用户找到满足性能要求的最优设计方案。

优化算法
Femap 提供灵敏度分析工具，用户可以了解设计变量对目标函数的影响程度，为优化设计提供依据。

灵敏度分析
参数化设计与优化方法
07总结与展望
丰富的材料库和单元类型
Femap 内置了丰富的材料库和多种单元类型，可以满足各种复杂结构和材
料的仿真需求。

良好的开放性和集成性
Femap 支持与其他CAE 软件和编程语
言的集成，方便用户进行二次开发和
定制化应用。

高效的求解器和后处理功能
Femap 配备了高性能的求解器和灵活的后处理工具，可以实现快速准确的
仿真结果分析和可视化。

强大的有限元建模能力
Femap 提供了全面的CAD 导入接口和
强大的几何清理工具，支持快速创建高
质量的有限元模型。

Femap 软件优势总结
未来发展趋势预测
云计算和大数据技术的应用
随着云计算和大数据技术的不断发展，未来Femap可能会借助这些技
术实现更高效的仿真计算和数据处理能力。

人工智能和机器学习的融合
人工智能和机器学习技术在CAE领域的应用逐渐增多，未来Femap可
能会融合这些技术，提高自动化程度和仿真精度。

多物理场耦合仿真的发展
随着多物理场耦合仿真需求的增加，Femap可能会进一步加强在多物
理场仿真方面的功能，提供更加全面的解决方案。

数字孪生与虚拟现实技术的结合
数字孪生和虚拟现实技术为CAE领域带来了新的发展机遇，未来
Femap可能会结合这些技术，为用户提供更加沉浸式的仿真体验。

感谢观看。