TCIGES als ideale Schnittstelle zwischen CATIA und ANSYS
Produktmanagement und Produktmarketing für die CAD-FEM-Schnittstelle, die in Eigenentwicklung durch die TCN CAE-Technologien + Systeme GmbH realisiert wurde:
Leistungsfähige IGES-Schnittstelle
“Die TCIGES-Schnittstelle wurde speziell für den Datenaustausch zwischen dem 3D-Konstruktionsprogramm CATIA von Dassault Systèmes und dem FEM-Programm ANSYS entwickelt. Es werden 3D-Drahtmodelle und Flächengeometrien in das IGES-Format (Version 5.1) übertragen, wobei der Anwender die Möglichkeit hat, neben der Bearbeitung einer kompletten CATIA-Geometrie auch ausgewählte, für die FEM-Berechnung relevante, Geometrieelemente zu selektieren. Um ein Vielfaches schneller als viele IGES-Schnittstellen überträgt sie Drahtmodelle und Flächengeometrie in das IGES-Format, um sie dann in ANSYS einzulesen”
Da IGES ein sehr komplexes Datenformat ist und Interpretationsmöglichkeiten zuläßt, kann über Konvertierungsangaben und Optionen die Übersetzung und der Transfer gesteuert werden. Zusätzlich zeichnet sich TCIGES durch eine einfache Handhabung, vielfältige Konfigurationsmöglichkeiten und eine hohe Konvertierungsschnelligkeit aus. Gegenüber anderen IGES-Prozessoren weist TCIGES folgende Vorteile auf:
Optimale Datenanpassung
“Um einen problemlosen Datenaustausch zu gewährleisten berücksichtigt TCIGES die unterschiedlichen mathematischen Geometriebeschreibungen von CATIA (polynomial) und ANSYS (NURBS-basiert) und vermeidet dadurch mögliche Fehlerursachen der beiden Systeme.”
Mit Übersetzungsoptionen, die über ein Konfigurationsmenü einstellbar sind, werden die Besonderheiten der beiden Systeme optimal aufeinander abgestimmt. Hierbei werden die unterschiedlichen Toleranzen der beiden Systeme berücksichtigt, so daß ‘geschlossene Kurvenzüge’ in CATIA auch von ANSYS als solche erkannt werden und daraus Vernetzungsbereiche gebildet werden. Auch das aus einem Solid gebildete Face-Modell wird sauber übertragen, so daß in ANSYS direkt wieder ein geschlossenes Volumen (VA, ALL) gebildet werden kann.
Flexibilität
In einer Konversionstabelle kann festgelegt werden in welche IGES-Entities die zu übertragenden CATIA-Geometrieelemente übersetzt werden sollen, so daß auf diese Weise eine optimale Anpassung an das Zielsystem erfolgt. Die Konvertierungszuordnungen und sämtliche sonstige Optionen sind in ihrer Voreinstellung für einen optimalen Transfer zu ANSYS ausgelegt. Diese Zuweisungen können aber abhängig vom Zielsystem, also dem eingesetzten FEM-Programm, geändert und in eine Parameterdatei abgespeichert werden.
Geometrieselektion
Auch das aus einem Solid gebildete Face-Modell wird sauber übertragen, so dass in ANSYS direkt wieder ein geschlossenes Volumen gebildet werden kann. Sämtliche Optionen sind in ihrer Voreinstellung für einen optimalen Transfer zu ANSYS ausgelegt.
Eine wichtige Arbeitserleichterung bildet die Geometrieselektion innerhalb von CATIA, so daß gezielt nur die für die FEM-Berechnung benötigten Geometrieelemente herausgeschrieben werden. Neben den CATIA spezifischen Multiselektionsmöglichkeiten werden LAYER, SHOW / NOSHOW, PICK / UNPICK und Filter berücksichtigt.
Auf diese Weise können gezielt nur die für die spätere FEM-Berechnung benötigten Geometrieelemente herausgeschrieben werden und das Datenvolumen erheblich reduziert werden. Multiselektionskriterien, Filter und die interaktive Anwendung aus CATIA erlauben eine flexible schnelle Datenübertragung – nicht benötigte Details, Texte, Schraffuren, sowie Hilfslinien beim Transfer gezielt übergangen werden.
Schnelligkeit
Durch die Geometrieselektionsmöglichkeiten und die Programmierung der laufzeitkritischen Konvertierungsroutinen in C ermöglicht TCIGES enorm schnelle Datenübertragungen, die typischerweise im Sekundenbereich liegen.
Benutzerkomfort
TCIGES kann sowohl interaktiv aus CATIA (V3 oder V4) heraus aufgerufen, als auch im Batchbetrieb auf Betriebssystemebene gestartet werden. Aufgrund der diversen Multiselektionsmöglichkeiten im CATIA-Modell und äußerst schnellen Datenübertragung ist ein sehr effizientes Arbeiten möglich.
Hardware & Software-Voraussetzungen
TCIGES ist auf IBM RS/6000 unter dem Betriebssystem AIX (Advanced Interactive eXecutive) ab Version 3.2 lauffähig. Da bei der Konvertierung CATGEO-Routinen verwendet werden, um auf die CATIA-Geometrien zurückzugreifen, sind eine Base- sowie eine 3D-Designlizenz von CATIA notwendig. Als Ausgabedaten werden IGES Version 5.1 konforme ASCII-Dateien herausgeschrieben.
Neben IGES (Initial-Graphics-Exchange-Specification) sind weitere Schnittstellenkonverter für die Standardformate DXF und VDA-FS im CAD- und FEM-Umfeld verfügbar.
Weitere Infos zur CAD-FEM-Kopplung am Beispiel von CATIA und ANSYS
Connection between CATIA and ANSYS
TCIGES is a very powerful finite element analysis (FEA) specialized geometry conversion tool to transfer CAD-models from CATIA to ANSYS via the IGES neutral file format. The TCIGES product exhibits several features:
- flexible selection criteria within the CATIA CAD-model
- fast conversion allowing really interactive CAD to FEA data transfer
- geometry conversion (polynoms to NURBS) optimized for ANSYS
- FEA specific geometry representation in order to facilitate good meshes
- just one program necessary resulting in a low purchase price
Powerful IGES interface
“The TCIGES interface was developed specifically for data exchange between Dassault Systèmes’ CATIA 3D design program and the ANSYS FEM program. 3D wireframe models and surface geometries are transferred in the IGES format (version 5.1). In addition to editing a complete CATIA geometry, the user can also select selected geometry elements that are relevant for the FEM calculation. Many times faster than many IGES interfaces, it transfers wireframe models and surface geometry to the IGES format, and then reads them into ANSYS.”
Since IGES is a very complex data format and allows interpretation possibilities, conversion specifications and options can be used to control the translation and transfer. Additionally TCIGES is characterized by an easy handling, various configuration possibilities and a high conversion speed. Compared to other IGES processors TCIGES has the following advantages:
Optimal data adaptation
“To ensure trouble-free data exchange, TCIGES takes into account the different mathematical geometry descriptions of CATIA (polynomial) and ANSYS (NURBS-based), thereby avoiding possible causes of errors in the two systems.”
With translation options that can be set via a configuration menu, the special features of the two systems are optimally matched. Here, the different tolerances of the two systems are taken into account, so that ‘closed curves’ in CATIA are also recognized as such by ANSYS and meshing areas are formed from them. The face model formed from a solid is also transferred cleanly, so that a closed volume (VA, ALL) can be formed again directly in ANSYS.
Flexibility
A conversion table can be used to specify the IGES entities into which the CATIA geometry elements to be transferred are to be translated, thus ensuring optimum adaptation to the target system. The conversion assignments and all other options are designed in their default settings for an optimal transfer to ANSYS. However, these assignments can be changed depending on the target system, i.e. the FEM program used, and saved in a parameter file.
Geometry selection
Also the face model formed from a solid is transferred cleanly, so that in ANSYS directly again a closed volume can be formed. All options are designed in their default settings for an optimal transfer to ANSYS.
The geometry selection within CATIA is an important work simplification, so that only the geometry elements required for the FEM calculation are written out. In addition to the CATIA specific multi-selection options, LAYER, SHOW / NOSHOW, PICK / UNPICK and filters are taken into account.
In this way, only the geometry elements required for the subsequent FEM calculation can be written out and the data volume can be reduced considerably. Multiselection criteria, filters and the interactive application from CATIA allow a flexible fast data transfer – details, texts, hatchings, as well as auxiliary lines that are not required can be specifically skipped during the transfer.
Speed
Due to the geometry selection options and the programming of the runtime-critical conversion routines in C, TCIGES enables enormously fast data transfers, typically in the range of seconds.
User convenience
TCIGES can be called interactively from CATIA (V3 or V4) as well as started in batch mode on operating system level. Due to the various multi-selection options in the CATIA model and extremely fast data transfer, very efficient work is possible.
Hardware & software requirements
TCIGES is executable on IBM RS/6000 under the operating system AIX (Advanced Interactive eXecutive) from version 3.2. Since CATGEO routines are used during the conversion to access CATIA geometries, a base as well as a 3D design license of CATIA are required. IGES version 5.1 compliant ASCII files are written out as output data.
Besides IGES (Initial-Graphics-Exchange-Specification) further interface converters for the standard formats DXF and VDA-FS are available in the CAD and FEM environment.
More information about CAD-FEM coupling using the example of CATIA and ANSYS.