FEMtools의 Framework은 고급 엔지니어링 으용 프로그램 개발, 통합 ,자동화 및 사용자 환경을 만들기 위한 다기능 프로그램으로 데이터 인터페이스, 데이터 베이스 관리, 매쉬 생성, 조작도구, 매개 변수, 응답 관리, 데이터 가시화 등 모든 기능을 지원하는 스크립터 언어, API 함수 등과 같은 기능을 포함하고 있다. .

또한 FEMtools Framework에는 선형해석, 모드분석(Real&Complex modes)을 위한 표준 유한요소 라이브러리와 표준 솔버를 포함 할 수 있으며 FEMtools Dynamics에서 확장 분석기능을 사용할 수 있습니다. 또한 전용 솔버인 ABAQUS, ANSYS, MSC/NASTRAN, NX NASTRAN, LS-DYNA, SAP2000, I-DEAS 뿐 아니라 사용자가 개발한 프로그램까지도 쉽게 통합 할 수 있다.

이 개방적이고 유연한 CAE 응용 프로그램 개발 플랫폼은 분석가가 분석 기능을 통합하고 산업의 특정 요구 사항을 충족하는 수직 응용 프로그램을 만드는데도 사용이 되며 FEMtools Framewokr의 고유한 기능은 실험적 정적 또는 동적 시험 결과 데이터를 통합하는 것도 포함된다.

FEMtools Framework는 DDS사에서 테스트 계획, 시험 해석 상관 관계 분석, 모델 업데이트 등과 같은 전용 도구 개발에 사용되며, 점점 더 많은 개발 파트너가 기존 도구를 통합하거나 Framework인프라와 재사용 가능한 구성 요소를 활용하는 완전히 새로운 도구를 개발하기 위해 노력하고 있고 이것은 처음부터 새로운 응용 프로그램을 개발하는 것보다 더 효율적인 방법이다.
협력사가 진행중인 현재 개발 프로젝트의 예로는 음향 해석기, 모달 분석 도구, Substructure synthesis 및 진동 기반 Material Identification 등이 있다.

• 유한요소 및 시험 데이터를 하나의 데이터 베이스 안으로 통합
• 해석 데이터 및 시험 결과를 분석, 가시화, 관리 및 보고서
• 자체의 솔버 또는 전용 솔버를 통하여 정적 및 동적 문제를 해결
• 기본적으로 내장된 수백 개의 스크립트 함수와 API함수를 이용하여 모든 데이터를 처리
• 모듈을 추가하거나 사용자 프로그램과 통합이 가능
• 협력사가 제공하는 추가 기능 모듈 제공

• 데이터 전환 ; Normalization, Expansion, Reduction,...
• 데이터 변환 ; 유한요소 MESH, FEA 해석 결과 또는 시험데이터 파일을 한포맷에서 다른 포맷으로 으로 변환
• 유한요소 해석 또는 시험데이터의 전처리 또는 후처리
• CAE 통합 ; solver-independent, customized analysis processes, user interfaces (GUI).
• 프로그래밍 ; FE and/or 시험을 사용한 응용프로그램의 개발

• 빠르고 효율적인 개발
• 분리된 단일 응용프로그램을 통함
• 그래픽 뷰어, 데이터 변환과 같은 표준 컴포넌트의 재사용
• 사용자 환경 인터페이스를 사용자에 맞게 조정
• FEA 프로그램의 통합
• 모든 시험데이터의의 통합
• OS와 컴퓨터의 환경에 영향을 받지 않은 독립적인 아키텍처
• 분리되어 있는 분석 도구를 사용자 환경으로 통합
• 프로그램 언어와 API는 데이터베이스와 응용프로그램 사이에 계층을 제공하며 이로 인하여 데이터베이스 손상의 위험을 줄임
• 공동 개발 플랫폼을 사용하면 팀 및 서로 다른 회사간의 새로운 기능을 쉽게 개발

주요 FEMtools Framework 구성 요소는 다음으로 구성됩니다.

• 직접 데이터 인터페이스
• 데이터베이스 관리
• MESH 생성 및 Morphing 기능
• MESH 품질 분석
• 통합된 유한 요소 해석
• 매개변수 및 응답(Response) 관리
• 대화식 사용자 인터페이스
• 데이터 가시화 도구
• FEMtools 스크립트 프로그래밍 언어
• FEMtools API 함수 라이브러리

FEMtools Framework은 기존의 CAE 환경에서 쉽게 통합할 수 있도록 만든 개방된 프로그램으로 가장 널리 사용되는 FEA 및 시험 데이터 포맷(NASTRAN, ANSYS, I-DEAS, ABAQUS, Test Universal file)에 대하여 쌍방향 데이터 변환이 가능하며 또한 상용프로그램인 MS Excel 및 MATLAB과도 가능하다. 또한 직/간접적인 데이터 변환은 FE모델 사이즈에 제한이 없으며 새로운 인터페이스는 Framework에서 제공되는 스크립트 언어를 이용하여 쉽게 구성할 수 있다.

• 서로 다른 포맷의 FE Mesh 데이터의 변환
• FAE 및 시험 데이터의 전처리 및 후처리
• 시험 데이터와 FEA 데이터를 비교하기 위한 인터페이스
• CAE 통합

• 트리 구조를 사용한 데이터베이스 Explorer
• 보관 및 재 시작을 위한 프로젝트 데이터베이스 파일
• 스프레드시트 타입의 테이블 편집
• 좌표계의 변환
• 국부 직교, 실리더, 구 좌표계를 지원
• 공학단위의 변환
• FE model 저감법 지원(Guyan, IRS...)
• 모드쉐입, normalization, scaling, truncation 및 expansion (mode mixing, modabl coordinates method, dynamic expansion method, SEREP method...)
• 요소 세트 또는 노드 세트의 대화식 선택, 자동적으로 topology, 재료 또는 형상에 따라 자동 세트의 생성
• Boolean operations
• FEA 데이터베이스 무결성
• 요소 타입간의 변환
• 요소를 재 그룹화는 로컬 모델 업데이트 또는 최적 설계로 인해 다양한 재질 및 형상의 수를 줄임

• Mesh 라이브러리를 이용하여 Surface Mesh, Volume Mesh 생성
• Volume Mesh는 2D Mesh를 이용하여 Extrude, Revolve 등으로 생성
• API 라이브러리는 격자기반 Mesh Morphing을 보완하고 복잡한 형상을 Mesh하는 기능을 제공
• 형상 최적화를 위한 Parametric Meshing 제공

• Aspect Ration
• Convexity
• Taper
• Warp Angle

FEMtools 데이터베이스에 완전한 FE 모델이 포함된 경우 사용자는 외부에서 질량, 강성 Matrix, 모드 및 Mode Shape 등을 가지고 올 수 있고 범용 외부 Solver는 드라이버 스크립트를 사용하여 완전하게 자동화 할 수 있다.

• 내부 유한요소 라이브러리(Lumped mass, beams, plates, shells, volume elements, damper elements)
• Isotropic, orthotropic and anisotropic material models
• Constraing equations(SPC, MPC, RBE2, RBAR, ....)
• FMEtools Solver 또는 외부 표준 Solver를 사용 가능
• 3D 요소에 대한 션형 및 Modal Stress 해석이 가능
• Sparse Lanczos를 사용하여 Real 및 Complex 모드 분석
• Hessenberg 모달 솔버를 사용하여 Complex 모드 분석
• FEMtools과 다른 Solver와의 통합
• 다양한 Damping을 지원

FEMtools Framework는 매개변수 및 응답(Respons)을 정의하기 위한 명령 및 기능을 제공합니다. 매개변수는 민감도 분석, 최적설계 또는 모델 업데이트의 변수로 사용할 수 있는 물리적 요소특성이고 매개변수 정의는 기존의 특성 카드를 사용합니다.
요소(Element) 세트는 필터, 그래픽을 이용한 선택 또는 Boolean 연산으로 정의할 수 있으며 FEMtools는 특성(Property) 카드를 자동으로 생성한다.

• 모든 요소의 재료특성, 기하학적 특성, 경계조건, Lumped Mass 및 Damping Factor를 매개변수로 선택할 수 있다.
• 질량, 정적 및 동적 변위, 공진주파수, 모달 변위, MAC, FRF 및 FRF 상관함수를 응답으로 선택할 수 있다.
• 하한 및 상한 경계 Constraint를 설정할 수 있다.
• 매개변수 관계를 정의할 수 있다.

대화형 2D 및 3D 그래픽을 사용하여 데이터를 가시화하며 함수, 테이블, 스칼라 및 벡터 결과는 곡선, 행렬 및 매시 플롯 등을 이용하여 가시화 합니다. OpenGL 그래픽은 최신 엔지니어링 워크스테이션에서 기대할 수 있는 고품질의 그래픽 성능을 제공한다.

 

• XY 그래프, 매트릭스 및 Mesh 가시화
• 절점(Node)과 요소(Element)의 그래픽 선택
• 여러개의 동시 그래픽 윈도우
• 동적 보기(회전, 이동, 확대 및 축소)
• 스크린 터치 화면 지원
• OpenGL 그래픽 렌더링 (음영, 조명, 투명도)
• Color-coded 및 Vector-coded 디스플레이
• Animated, side-by-side 및 overlay plots
• 애니메이션 파일을 AVI 파일로 내보내기
• 그래픽 파일을 포스트스트립 또는 비트맵 파일로 내보내기

FEMtools 스크립트 언어는 FEA 분석가를 염두에 두고 설계된 통합 FEMtools의 프로그래밍 언어이며 많은 고급기능을 제공하면서도 쉽게 배울 수 있는 표준 구문을 기반을오 한다. (Basic)

자신의 기능과 명령어를 제어할 수 있도록 메뉴와 도구 모음을 사용자 정의로 할 수 있으며 FEMtools 스크립트 언어는 유한요소 해석을 쉽고 재미 있게 만들어 솔루션에 집중할 수 있도록 한다.

           특징

• 컴파일 된 실행
• 통합된 스크립트 편집 창; FEMtools 스크립트 언어는 명령, 함수, 명령문 등의 색상 코딩을 통하여 통합된 편집기 창에서 편집하고 실행할 수 있으며 이는 스크립트의 개발 및 디버깅을 용이하게 한다. 스크립트 언어는 스크립트 편집기 창에서 직접 컴파일하고 실행할 수 있다.
• 수학적인 프로그래밍; 수학 프로그래밍, 배열 연산자, 복소수, 행렬 등
• 타사 Tool과 통합하기 위한 기능제공(Matlab 및 M Excel과 인터페이스, 하위프로세스의 시작 및 제어)
• 사용자 인터페이스 프로그래밍(그래픽 선택, 대화상자 등...)
• 지적 재산보호 또는 소스코드 무결성 보장을 위한 스크립트 인코딩
• OLE automation/ActiveX
• 오류 점검(Error checking)
• Onilne documentation 지원; 온라인 도움말 기능에서 모든 기능 설명에 접속할 수 있고 예제 프로그램 코드는 자신의 FEMtools 스크립트 프로그램에 직접 붙여 넣을 수 있습니다.

 

 

- Sparse Matrices 지원
많은 유한요소 기반 응용 프로그램은 Sparse Matrices을 사용한다. 이러한 행렬이 0이 아닌 요소만 저장하여 Sparse Matrices에서 직접 행렬 연산을 수행하여 프로그램의 메모리 요구사항을 크게 줄 일 수 있다.

 

- 정규식 (Reqular Expressions 지원)
문자열 및 테이블 구문 이용을 용이하게 하기 위하여 복잡한 정규식(Regular Expressions)을 지원하며 일치, 바꾸기, 검색 및 분할 등과 같은 여러가지 기능을 사용할 수 있다.

- OLE 자동화를 위한 함수 지원
FEMtools 스크립트 프로그래머는 OLE 자동화 기능을 사용하여 MS 윈도우 플랫폼에서 응용 프로그램의 기능을 확장 할 수 있으며 OLE 자동화 서버를 사용하기 위한 많은 응용프로그램이 있다. 예를들어 MS 오피스 응용프로그램과 통합하여 워드를 보고서 작성기로 사용하고 파워포인트를 사용하여 결과를 프리젠테이션 하거나 엑셀을 사용하여 FEMtools의 테이블을 스프레드 시트로 후 처리하는 것이 가능하다.

 

MATLAB 및 다양한 특수 도구 상자와 같은 범용 프로그래밍 환경에서 제공하는 광범위한 수학 및 그래픽 함수 라이브러리를 사용하여 FEMtools 스크립트 수학 프로그래밍 기능을 확장 할 수도 있습니다. MATLAB의 객체 모델을 이용하면 FEMtools 스크립트 프로그램 내에서 모든 MATLAB 함수를 사용할 수 있다.

윈도우 운영체제용으로 재작성되고 개체 모델을 지원하는 유한요소 프로그램이 점점 더 많아지고 있으며 FEMtools와 이러한 FEA 솔버간의 데이터 인터페이스는 OLE 자동화를 기반으로 할 수 있다.

OLE 자동화를 사용하면 사용자가 실제로 MS 워드 또는 Matlab 등을 사용하고 있다는 사실을 모르더라도 외부 도구를 FEMtools 스크립트 프로그램과 완벽하게 통합할 있다. 이러한 가능성은 응용프로그램의 성능, 효율성, 속도 및 사용자 친화성을 향상시킬 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있다.

FEMtools API는 스크립트 프로그램 내에서 FEA 데이터 또는 시험데이터에 접근하고 내장솔버 및 분석도구, 사용자 인터페이스 개발 및 외부 CAE 파일럿 또는 시험도구를 재사용하는데 사용할 수 있는 함수 라이브러리 이다.

• 데이터베이스 제어, 분석, 프로세서 제어, 사용자 인터페이스 프로그래밍, 매쉬 생성, 매쉬조작 및 라이센싱을 위한 280개 이상의 FEMtools API 함수 지원
• 윈도우에서 ActiveX/OLE 자동화 기술을 사용하여 외부 도구를 시작하고 제어하는 기능
• 다른 FEMtools 모듈(Direct 데이터 인터페이스, 그래픽, 상관관계 분석 도구, 민감도 분석 등)에서 사용이 가능한 모든 구성요소 제어

FEMtools Framework를 사용하기 위한 요구사항은 없다.

• Upgrade FEMtools Dynamic
• Upgrade FEMtools Pretest & Correlation
• Upgrade FEMtools Model Updating
• Upgrade FEMtools Optimization
• Upgrade FEMtools Full Version
• Add on FE Data Interface & Drivers
• Add on Modal Parameter Exractor
• Add on Rigid Body Property Extractor