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FEMtools 4.0 リリース情報 −2017年7月

FEMtools 4 は、すべての解析機能の修正と拡張が伴うメジャー・アップデートバージョンです。また、FEプログラムの最新バージョンをサポートし、過去のメンテナンス・リリースを統合した最新バージョンです。その主な新機能・更新情報を以下に示します。

  • Windows64ビットのプラットフォーム(7、8、10)およびLinux 64ビット(RHEL6+)対応リリース
  • Linuxコンピューター対応のSafenet HLドングルのサポート
  • 最新バージョン対応プログラム自動更新機能
  • ライセンス(ノードロック、ネットワーク、ローミング)用コンフィグレーター
  • 最新ベクトル・ベース・アイコン(SVG)
  • 高解像度モニタ(4K)用の自動スケーリング・アイコン
  • MS Office(Excel, PowerPoint, Word)対応レポート・コマンド
  • 最新インタラクティブ・テストモデル・エディタ
  • グラフィック・ピッキング(アイテム選択、フェイス選択、追加ピッキング)の拡張
  • 最新デジタル信号処理(DSP)コマンド
  • Abaqus 2017のサポート
  • MSC.Nastran 2017のサポート
  • Ansys 18+のサポート
  • LS-DYNA有限要素パッケージ・インターフェイス
  • アウトオブメモリ・コントロール最新ソルバー・オプション
  • モーダル・ベース・アセンブル(MBA:Modal-Based Assembly)データベース用コマンドの拡張
  • MBAのモーダル・ベース剛結合のサポート
  • 質量荷重感度(MLS:Mass Loading Sensitivity)計算用ツール
  • モード刺激解析(MPA:Mode Participation Analysis)ツールの拡張
  • 最新モード刺激マップ(MPM:Mode Participation Analysis)ツール
  • 最新の加振/保持の最適ロケーション選択ツール
  • 最新センサー選択ロケーションのインポート/エクスポート・コマンド
  • 最新インタラクティブ・モードシェープ・ペア・ビュー
  • モード刺激係数の計算機能の拡張
  • モーダル直交関数(EVO:modal orthogonality)の拡張計算機能
  • 最新パラメータ・タイプ(スプリング強度スケーリング係数)のサポート
  • 最新のRSM分析と検証のためのコマンド
  • FRFレベル最小化設計のためのトポメトリー最適化

FEMtools 3.8 リリース情報 − 2014年12月

FEMtools 3.8は、すべてのプログラム・モジュールの修正、拡張を伴うFEMtoolsソフトウェア・アップデート・バージョンです。

  • メッシュ生成
    メッシュ生成コマンドは、テスト・モデル生成機能が搭載されました。既存のFEモデルもまた、連続的にテスト・モデルに変換することができます。
  • データベース管理
    モデル縮小(Model reduction)やスーパー要素用のマスターDOFMaster DOFs)の生成のために必要な多様なオプションが拡張されました。
  • FRF計算
    FRF
    の計算(FRF Computation)において、効率的かつ迅速に解析やテストのモードに関するFRFを生成するための新たなダイアログボックスを使用されます。
  • FEMtoolsソルバー
    静解析において、 gravity load(重力荷重)が追加されました。これはトポロジーの最適化のためにサポートされます。
  • プリテスト解析
    プリテスト解析(Pretest Analysis)ツールのための節点運動エネルギー解析(Nodal Kinetic Energy)が改良され、自動とマニュアルによるセンサー選択機能および質量荷重感度解析用の新しいツールが追加されました。
  • 相関分析
    軸対称構造に対するモードシェープ解析とAutoMAC解析が、新しいセッティングにおいて修正されました。
    自動モード・トラッキング(AMT:Automated Mode Tracking)用の新しいツールが修正済モデルのモードシェープと参照モード・セットと比較し、モード・スイッチ(モード変化)を識別するために追加されました。この機能は設計変更(Design Modification)ツール中で使用することができます。
  • ジェネリック・パラメータ
    感度解析とモデルアップデーティングのためのジェネリック・パラメータ(Generic parameters)を定義することができます。そのジェネリック・パラメータとして、外部データベースからアクセス可能なすべてのパラメータ値を柔軟に使用することができます。
  • パラメータ・リレーション
    パラメータIDの代わりにパラメータ・ラベルを使用し、リレーションを定義することができます。
    これによって、パラメータ・リレーションの定義や編集が単純化されます。
    新たなリレーション・タイプ(グループ・リレーション)が導入されました。グループ・リレーションはラベルで定義され、リレーションは、同一方法で指定されたラベルのすべてのパラメータを修正することができます。
  • ジェネリック・ソルバー
    感度解析とモデルアップデーティングのためにジェネリック・ソルバー(Generic solver)を使用することができます。ジェネリック・ソルバーはカスタマイズされた拡張スクリプトで操作される外部ソルバーです。

FEMtools 3.7 リリース情報 − 2013年9月

FEMtools 3.7 バージョンは、新しい動解析とサブストラクチャリング(動的補正、モードベース・アセンブル)の機能が搭載された主要なアップデーット・バージョンです。それらのアップデートに伴って、FRFベース・アセンブル、プリテスト解析、相関分析およびモデルアップデーティングも機能追加されます。また、インターフェイス・プログラム、コマンド関数、API関数などの多くも改良され、拡張されました。

  • モデルアップデーティング
    モデルアップデーティングにジェネリック・パラメータ、ジェネリック・レスポンス、ジェネリック・ソルバーを使用することができます。自動モデルアップデーティングは、DDSインターフェイスとドライバから内部ソルバーまたは外部ソルバーを使用する場合、いかなる制限も受けません。また、FEMtoolsスクリプト・プログラミングおよびジェネリック・パラメータ、レスポンス、ソルバーの概念を使用し、自動モデルアップデーティング・プロセスのカスタマイズが可能です。
  • モンテカルロ・シミュレーション
    確率論的解析(probabilistic analysis)のモンテカルロ・シミュレーション(MCS:Monte Carlo Simulation)ツールが修正され、新しいコマンド、セッティング、ダイアログボックスが使用されます。主な修正機能としては、テスト・データのインポート、サンプリング、統計プロパティ推定、サンプル推定、ポスト処理などです。

FEMtools 3.6 リリース情報 − 2012年7月

FEMtools 3.6は、多くの画期的な特徴を備えた、FEMtools最新統合バージョンとして、リリースされました。多くのユーザー各位や研究開発プロジェクトからのフィードバックに基づいて、以下のような先進の技術が搭載および更新されました。新たな動解析機能(パデ近似法、FRFベース・アセンブリ、時間領シミュレーション)およびプリテスト解析機能が搭載されたFEMtoolsソフトウェアのメジャーなアップデート・バージョンです。また、モーダル・パラメータ・エクストラクター(MPE)アドオンツールも新たな対話形式アプレットにアップグレードされました。

  • パデ近似法(モーダル・パラメータ推定法)
  • FRFベース・アセンブリ(部分構造合成法)
  • 時間領域シミュレーション(TDS)
  • プリテスト解析の拡張(回転自由度のサポートなど)
  • FEMtools MPE(モーダル・パラメータ・エクストラクター)の新機能
  • 拡張関数(スクリプト、APIなど)
  • FEデータ・インターフェイスの更新

パデ近似法

周波数応答関数(FRF)はパデ近似を使用し計算することができます。この方法は、モーダルアプローチ(高速性)およびダイレクトプローチ(連続性、減衰モデル)の利点を組み合わせます。パデ・プロセスはFRF周波数レンジを分割し、いくつかのより小さな周波数帯(バンド)での注目するすべての周波数ラインに対するソリューションに拡張するために各バンドの中心にオーダーnまでの直接的なFRFの勾配の計算と同様のFRFソリューションを使用します。これは、ダイレクト・ソリューション数の縮小に帰着し、200の関数において、高速化が実感されます。パデ近似は、すべての周波数ラインでの直接的ソリューションと比較してもその精度誤差は微少です。

FRFベースのアセンブリ

FEMtools 3.6はFRFベースのアセンブリ(FBA)によるサブストラクチャリング機能を搭載します。このFBAは多数の潜在的なコンポーネントを組み合わせ、計算で求められたFRFや各コンポーネント上の測定データを使用し、アセンブリ・レスポンスを推定します。FBAは、構成要素のモード合成関数(スーパー要素:CMS)およびモード・ベースのアセンブリ(モードシェープを使用)に取って代わります。

時間領域シミュレーション

FEMtools 3.6は時間領域シミュレーション(動解析の新しいツール)を搭載します。時間領域シミュレーション(TDS)技術は適用荷重関数の構造過渡応答を計算することを可能にします。FEMtools TDSソルバーは、最初に構造物の正規モードから定常空間モデルを導き出し、次に時刻歴応答データを計算するためにこのモデルを使用します。そのため、TDSソルバーは、新たなFEソルバーを実行することなく、効率的な計算方法で過渡応答を推定します。

また、TDSのモジュールは、FEMtoolsモーダル・パラメータ・エクストラクター(MPE)と組み合わせ、プリテスト解析ツールとして使用することもできます。TDSのモジュールは、測定チャンネルのダイレクト出力(即ち、時刻歴)データを取り扱うことができます。したがって、プリテスト解析は実際の測定データのシミュレーションからスタートし、完全なテスト手順を評価するために使用することができます。

プリテスト解析

  • 選択センサーは、Rotate Sensors パネルから「回転」することができます。
  • MAC(SEAMAC)によるセンサー除去機能は、1セットの固定センサー位置を使用することができます。
  •  このルーチンは、SEAMAC技術の非対角項のMAC値にターゲット値を指定し、非対角項の値を指定された値より低くい最も小さなモデル(最小数のセンサー)を推定します。

モーダル・パラメータ・エクストラクター・アドオン

FEMtools MPE(モーダル・パラメータ・エクストラクター)の新しい対話形式のアプレットには、FRF選択、周波数バンド選択、複数バンド選択、複素プロットなどが追加されました。FEMtools MPEは、1セットの周波数応答関数(FRF)やクロスパワースペクトルからモーダル・パラメータを抽出するためのアドオン・モジュールです。

拡張スクリプト関数

コマンド・スクリプトには、26の新しいコマンドが追加されました。プログラマは、それらの新しいFEMtoolsスクリプト関数やFEMtools API関数によって、より有益な利用方法が考えられます。

FEデータ・インターフェイスの更新

FEプログラムのインターフェイス、ドライバがユーザー・リクエストに基づいて更新されました。特に、NASTRANとANSYSインターフェイス・プログラムは、最新のNastran 2012およびANSYS 14のリリースに伴うサポートのために更新されました。

 

FEMtools 3.5 リリース情報 − 2010年12月

FEMtools 3.5の主な機能としてのプリテスト(予備試験)解析、相関分析、モデルアップデーティング、最適化(オプティマイズ)などに関する多くの機能が更新されました。さらに、このバージョンでは、モーダル・パラメータ・エクストラクラー(MPE)というオプションが加わり、FEMtools上での実験モード解析が可能になり、応用範囲が拡張されました。それらのハイライトは次のとおりです。

  • モーダル・パラメータ・エクストラクター(MPE)アドオン・オプションのリリース
  • FEプログラムのインターフェースおよびドライバの拡張
  • ANSYS 13.0バイナリ・ファイル・フォーマットのサポート
  • Mac OS X 10.5+のサポート
  • プリテスト解析のための新たなインタラクティブ・ツール
  • 相関分析のためにDOFとモードシェープセットの選択方法の拡張
  • ODSベースのモデルアップデーティング
  • パラメータに関するトポメトリー最適化
  • 複合材料の最適化
  • 包括的アルゴリズムによる最適化

モーダル・パラメータ・エクストラクター(MPE)

モーダル・パラメータ・エクストラクター(MPE)モジュールは、1セットの周波数応答関数(FRF)およびクロスパワー・スペクトルからモーダル・パラメータ(固有周波数、モードシェープ、モード減衰)を抽出するためのツールです。MPEはインストールされると、FEMtoolsフレームワークやその他の任意のFEMtools構成において、アドオン(拡張機能)実験モーダル解析システムとして使用することができます。

ユーザー・インターフェイス

より多くのコマンドに対応できるように、メインツールバーにはデスクトップ上でコンフィギュレーションを一つ選択できるリストボックスが含まれます。このリストボックスはメニュー、ツールバー、ポップアップメニューをロードし、選択されたコンフィギュレーションにエクスプローラを適用します。例えば、Dynamics, Pretest Analysis, Correlation, Model Updating, およびOptimizationコンフィギュレーションがサポートされます。同じコンフィギュレーションに属するすべてのコマンドは、より少ないサブメニューを使ってToolsメニューに使い勝手がよいように収納されます。その結果、同じコンフィギュレーションのすべてのコマンドに対するナビゲーションが、たとえば相関分析のように、より簡単でかつより高速になりました。さらに、FEMtoolsの機能性を拡張する特殊目的のツールに対応するように、新しいアドオンメニューが組み込まれました。

Mac OS X対応のFEMtools

多くの研究者の要求に応じ、FEMtools 3.5では、Mac OS X 64ビットをプラットフォームとする利用が可能になりました。最先端のソフトウェア開発技術によって、Windows、Linuxと同様のユーザー・インターフェースが維持されています。ソルバー、データ・インターフェス、グラフィックス機能をはじめ、新しいモーダル・パラメータ・エクストラクラーなどのオプションもMacで利用することが可能です。

ドキュメンテーション

それぞれにメッシュ生成と関数ライブラリ、モーダル・パラメータ・エクストラクター(MPE)および剛体特性抽出用(RBPE)アドオンツールについての新しいユーザーズガイドがFEMtools 3.5に付いています。FEMtools Optimizationユーザーズガイドは新しい実験計画法(Design of Experiments)と応答面モデリングツール(Response Surface Modeling tools)を含めたために大幅に拡張されました。

メッシュ生成関数ライブラリ

面(サーフェス)メッシュを生成するために新しい関数ライブラリが追加されました。非構造化面メッシュは、簡単な幾何学形状記述(頂点、曲線、面)を使って定義された標準的な面パッチ(generic surface patches)に対して生成することができます。体積(ボリューム)メッシュは押し出しや周回転のような操作を用いて2Dメッシュから求めることができます。

この新しいFEMtools API関数ライブラリは、すでに使用可能な格子ベースのメッシュ変形(「モーフィング」)を補完し、非常に複雑な幾何学形状をメッシュ分割する機能を実現可能にします。それは形状最適化のためのパラメトリックメッシング、トポロジー最適化のための設計空間のメッシングのような用途や、メッシュの粗大化/細分化のツールの実行に使用されます。

メッシュ品質検証ツール

インポートまたは生成された有限要素メッシュの品質を検証するための新しいツールが組み込まれました。縦横比、凸性、テーパー(先細り)、反り角、その他のような品質測定基準が、オン・ザ・フライで(複数まとめて)計算され、色分けされたメッシュ図で視覚化することができます。結果はヒストグラムを計算したり、メッシュ品質の値をソートしたりすることにより、さらに高度なポスト処理を行うことができます。 FEMtools Scriptプログラミング言語を使って、さらに別のメッシュ品質基準を導入することもできます。

アップグレードされたFEデータインターフェイス

ANSYS, NASTRAN, ABAQUS, およびI-DEASとのデータインターフェイスは、それらのプログラムの最新バージョンに拡張、更新されました。

FEF 測定データからの剛体特性抽出(RBPE)

この新しいアドオンツールは、測定されたアクセレランス(FRFs)の低周波部分から質量(M), 質量中心(CoG), および質量慣性モーメント(MoI)を求めるために使用されます。これらの特性は有限要素モデルアプデーティングのターゲットとして、あるいは構造物のダイナミックスシミュレーションやモーション解析においてモデル縮小の目的でコンポーネント(構成要素)を集中質量に置き換えるために使用することができます。

ODS ベースのモデルアップデーティング

実験的に得られた振動の形状(実稼動モードシェープまたはODS)が、剛性、質量、および減衰のパラメータをアップデートするために使用できるようになりました。ODSをシミュレーションするには、動的加振力が既知でなければなりません。これらの力は、たとえば強制的な変位、速度、または加速度として測定することができ、有限要素モデルに適用されます。シミュレーションで得られたODSと実験的に得られたODSとの差から、剛性、質量、および減衰の調整ができます。ODSベースのモデルアップデーティングの重要な用途は、振動する機械の損傷や構造物の健康状態に関するモニタリングです。

ローカルなモデルアップデーティング結果のポスト処理

効率的なデータ管理と、感度解析およびモデルアップデーティング用のパワフルなアルゴリズムを使用することによって、FEMtoolsは非常に多くのアップデーティングパラメータを取り扱うことができます。肉厚や弾性率のようなパラメータの要素一つひとつのアップデーティングは、結果的に要素から要素へ変化する可能性のある非常に多くのアップデート後のプロパティを生み出すことになります。

これは探索的なモデルアップデーティングを行う際に、要求されるかも知れないローカルな変更に関する情報を得るための標準的な手法です。結果は、幾何学形状の精密化やメッシュ密度について要求される可能性のある変更という観点から解釈されなければなりません。しかし、そのようなアップデート後のモードは、有限要素モデルにおいてプロパティカードが非常に多くなるために、通常はそれ以降の解析に適しません。より少ない実用的な数のプロパティに基づいて要素を再グループ化するための新しいポスト処理ツールが使用できるようになりました。

DOE/RSM を使用した構造最適化

実験計画法 (DOE)と応答面モデリング(RSM)は、すでにFEMtools 3.3でモデルアップデーティングの応用に使用されました。FEMtools 3.4/3.5では、これらの方法はFEMtools Optimizationにも統合されて、標準的な最適化パラメータ、目的関数、制約方程式と一緒に使用することができます。実験計画法 (DOE)の手法は、各々のサンプリングポイントの評価にFE-モデルの更なる実行が必要なので、最小サンプリング数での効率的な方法で設計空間のサンプリングを行うことが狙いです。

FEMtools は次のような実験計画法を提供します。すなわち、要因計画(factorial designs), 中心複合計画(central composite designs), ラテン超立方体計画(Latin hypercube designs), D-最適計画(D-optimal designs), およびユーザー定義計画です。応答面モデリング(RSM)は、設計パラメータの関数の中の系の応答を予測するために実行するDOEから、近似モデルを作る目的で使用されます。したがって、この近似モデルは、元になった有限要素モデルに代わって今考えている系の応答を最適化するために使用することができます。

拡張されたスクリプト機能

コマンドスクリプトに使用される多様の新しいコマンドが提供されます。プログラマーは新しいFEMtools Script関数とFEMtools API関数から恩恵を受けるでしょう。

より詳細のリリース情報については、FEMtools 3.5リリース・ノートを参照してください。

システム必要条件

以下はFEMtoolsを実行するのに必要なOSレベルです。

  • Windows XP, Vista, 7 (32-bit)
  • Window XP Pro, Vista , 7 64-bit
  • HP - UX 11.00+
  • Solaris 2.8+
  • IBM AIX 5.1+
  • Linux 32-bit
  • Linux 64-bit
  • Mac OS X+

FEMtoolsおよびその他の関連製品は、DDS社またはその関連会社の登録商標です。
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