FEM Install/de: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
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<div class="mw-translate-fuzzy">
== Einführung ==
Um die Methode der finiten Elemente (FEM) im [[Fem_Workbench | FEM-Arbeitsbereich]] anwenden zu können, nutzt FreeCAD zwei externe Programme.
Eines dient der Erzeugung der FEM-Maschen und das andere dient der Lösung der Gleichungssysteme. Wenn FreeCAD für die Methode der finiten Elemente eingerichtet wurde, kann dies einfach durch Laden und analysieren einer Beispieldatei getestet werden. Siehe [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D]]
</div>


{{TOCright}}
[[Image:FEM_Workbench_workflow.svg|600px]]


<span id="Introduction"></span>
{{Caption|Workflow of the FEM Workbench; the workbench calls two external programs to perform meshing of a solid object, and perform the actual solution of the finite element problem}}
==Einleitung==

Um die Finite Element Analyse (FEA) innerhalb des {{KEY|[[Image:Workbench_FEM.svg|24px]] [[FEM_Workbench/de|FEM Arbeitsbereichs]]}} durchführen zu können, verwendet FreeCAD zwei externe Programme: eines wird für die Generierung des [[FEM_Mesh/de|FEM Netz]] verwendet, das andere für die numerische Lösung der eigentlichen Analyse. Du kannst testen, ob dein FreeCAD Installation für die FEA bereit ist, indem du das [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D/de|FEM CalculiX Kragarm 3D]] Beispiel ausführen, das in jeder Installation von FreeCAD seit v0.17 enthalten ist.

[[Image:FEM_Workbench_workflow.svg|600px]]
{{Caption| Arbeitsablauf des FEM Arbeitsbereichs; der Arbeitsbereich ruft zwei externe Programme auf, um die Vernetzung eines festen Objekts und die eigentliche Lösung des Finite Element Problems durchzuführen.}}


<span id="FEM_solver"></span>
=== FEM solver ===
=== FEM Löser ===


Der Standard Löser zur Durchführung von Finite Elemente Berechnungen ist [[FEM_CalculiX/de|CalculiX]], ein einfacher Löser zur Analyse von Strukturen. FreeCAD schreibt eine CalculiX Eingabedatei, startet den Löser und liest die Ausgabe, die dann visuell im Ansichtsfenster dargestellt werden kann; das bedeutet, dass das CalculiX Binärdatei eigenständig und unabhängig von FreeCAD ist. In Anbetracht der Tatsache, dass es viele Programme gibt, die ein Netz generieren können, '''ist es empfehlenswert, den Löser zu installieren und sicherzustellen, dass er zuerst funktioniert'''.
The default solver to perform finite element calculations is [[FEM CalculiX|CalculiX]], a simple solver for analysis of structures. FreeCAD writes a CalculiX input file, starts the solver, and reads the output, which can then be presented visually in the viewport; this means the CalculiX binary is standalone and independent from FreeCAD. Given that there are many programs that can generate a mesh, '''it is recommended to install the solver, and make sure it's working first'''.


If the solver is correctly installed, you may run the single command {{incode|ccx}} in the terminal to obtain a simple response:
Wenn der Löser korrekt installiert ist, kannst du den einzelnen Befehl {{incode|ccx}} im Terminal ausführen, um eine einfache Antwort zu erhalten:


{{SystemInput|
{{SystemInput|User@PC:~$ ccx}}
User@PC:~$ ccx}}


{{Code|code=
{{Code|code=
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}}
}}


If the solver is installed, make sure the FEM Workbench is able to find the binary; go to {{MenuCommand|EditPreferences → FEM → CalculiX → Search in known binary directories}}. If you compiled the solver yourself, untick the option, and give the correct path to the binary. For other solvers that could be used with FreeCAD, see [[FEM Solver]].
Wenn der Löser installiert ist, stelle sicher, dass der FEM Arbeitsbereich in der Lage ist, die Binärdatei zu finden; gehe zu {{MenuCommand|BearbeitenEinstellungen → FEM → CalculiX → In bekannten Binärverzeichnissen suchen}}. Wenn du den Löser selbst kompiliert hast, deaktiviere die Option, und gib den korrekten Pfad zur Binärdatei an. Für andere Löser, die mit FreeCAD verwendet werden können, siehe [[FEM_Solver/de|FEM Löser]].


<span id="FEM_mesh_generator"></span>
=== FEM mesh generator ===
=== FEM Netz Generator ===
In order to create a [[FEM Mesh]], FreeCAD uses [http://gmsh.info/ Gmsh] as the default mesher. For this to work, Gmsh should be installed separately from FreeCAD.


Um ein [[FEM_Mesh/de|FEM-Netz]] zu erstellen, verwendet FreeCAD [http://gmsh.info/ Gmsh] als Standard-Vernetzer. Abhängig vom Betriebssystem und der FreeCAD-Installation, kann Gmsh in den FreeCAD-Installationsdateien vorhanden sein. Wenn es nicht mitgeliefert wird, kann es unabhängig von FreeCAD installiert werden und anschließend das Menü {{MenuCommand|Edit → Preferences → FEM → Gmsh}} verwendet werden, um den Pfad zu ''gmsh.exe'' einzugeben.
If the program is correctly installed, you may run the command {{incode|gmsh}} in the terminal to launch the graphical interface of the program. This interface is not used by FreeCAD but demonstrates that the program is installed.


Wenn das Programm korrekt installiert ist, kannst du den Befehl {{incode|gmsh}} im Terminal ausführen, um die grafische Oberfläche des Programms zu starten. Diese Oberfläche wird von FreeCAD nicht verwendet, zeigt aber an, dass das Programm installiert ist.
{{SystemInput|

User@PC:~$ gmsh -info}}
{{SystemInput|User@PC:~$ gmsh -info}}


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 48: Line 50:
}}
}}


If the mesher is installed, make sure the FEM Workbench is able to find the binary; go to {{MenuCommand|EditPreferences → FEM → Gmsh → Search in known binary directories}}. If you compiled the mesher yourself, untick the option, and give the correct path to the binary. See [[FEM Mesh]] for various possibilities of obtaining a valid mesh for analysis.
Wenn der Netzerzeuger installiert ist, stelle sicher, dass der FEM Arbeitsbereich in der Lage ist, die Binärdatei zu finden; gehe zu {{MenuCommand|BearbeitenEinstellungen → FEM → Gmsh → In bekannten Binärverzeichnissen suchen}}. Wenn du den Löser selbst kompiliert hast, deaktiviere die Option, und gib den korrekten Pfad zur Binärdatei an. Siehe [[FEM_Mesh/de|FEM Polygonetz]] für verschiedene Möglichkeiten, ein gültiges Netz für die Analyse zu erhalten.


=== Netgen ===
=== Netgen ===


Zum Erstelle eines FEM-Netzes kann ''Netgen'' als Alternative zu ''Gmsh'' verwendet werden. Abhängig von dem Betriebssystem und der eigenen FreeCAD-Installation kann Netgen mit den Binär-Paketen für die FreeCAD-Installation gebündelt sein.
{{Emphasis|Note: The Netgen mesher was disabled in March 2017, when FreeCAD transitioned to using OCCT 7.1. Please edit this information if Netgen is usable again with the stable release of FreeCAD.}}


Wenn das Programm korrekt installiert ist, kann der Befehl {{incode|netgen}} unter Linux im Terminal ausgeführt werden, um die grafische Oberfläche des Programms zu starten.
In previous versions of FreeCAD, [https://sourceforge.net/projects/netgen-mesher/ Netgen] was the default mesher. For it to work with the FEM Workbench, FreeCAD had to be linked against the Netgen libraries at compile time. As FreeCAD transitioned from OCE 0.17 to OCCT 7.1, Netgen 4.9.13 failed to link against this version of OCCT, so it was decided to drop Netgen support in the [[FEM Workbench]] (the [[FEM MeshNetgenFromShape|Netgen button]] was removed). Nevertheless, shortly afterwards some users reported success in patching Netgen 5.3.1, so that it worked with OCCT 7.x and FreeCAD.


{{SystemInput|User@PC:~$ netgen -V}}
For historical reference, see the threads:
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=4&t=17501 (Ubuntu Daily PPA) Transitioning to OCCT7, VTK7...]
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=21246 Ubuntu Daily Builds PPA now using OCC 7.1.0]
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=4&t=17501&start=200#p165769 patching Netgen 5.3.1] to work with OCCT 7.1
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=28368 Troubles with gmsh in FEM wb (netgen nostalgy)]

Despite Netgen not being available from within the [[FEM Workbench]], it can still be used by itself to produce meshes that can then be imported.

If the program is correctly installed, you may run the command {{incode|netgen}} in the terminal to launch the graphical interface of the program.

{{SystemInput|
User@PC:~$ netgen -V}}


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 86: Line 77:
}}
}}


<span id="Installing_on_Windows"></span>
== Installing on Windows ==
== Installation unter Windows ==
The FreeCAD packages available from the [[download]] page already include Netgen and CalculiX, so no additional software needs to be installed.


Die auf der Seite [[Download/de|Herunterladen]] verfügbaren FreeCAD-Pakete enthalten bereits Netgen und CalculiX, so dass keine zusätzliche Software installiert werden muss. Einige Verweise, wo eine bessere ausführbare CalculiX Datei als die in FreeCAD enthalten bekommen kann, können hier gefunden werden: [https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=58792&start=10#p506164 alternative ccx ausführbare Dateien].
== Installing on Linux ==


<div class="mw-collapsible mw-collapsed toccolours">
Linux distributions have different ways of installing software. Many distributions have software repositories and package managers; before compiling source code, look in your package manager for {{incode|netgen}}, {{incode|gmsh}}, {{incode|calculix-ccx}} or {{incode|ccx}}, and install them following the instructions of your own distribution.


<span id="Installing_on_Linux"></span>
== Installation unter Linux ==

Linux Distributionen haben unterschiedliche Möglichkeiten, Software zu installieren. Viele Distributionen haben Software Repositorien und Paketmanager; Vor dem kompilieren des Quellcodes, schau in deinem Paketmanager nach {{incode|netgen}}, {{incode|gmsh}}, {{incode|calculix-ccx}} oder {{incode|ccx}}, und installiere diese nach den Anweisungen deiner eigenen Distribution.

<div class="mw-collapsible-content">
=== Ubuntu PPA ===
=== Ubuntu PPA ===
The [https://launchpad.net/~freecad-maintainers/+archive/ubuntu/freecad-stable freecad-stable] and [https://launchpad.net/~freecad-maintainers/+archive/ubuntu/freecad-daily freecad-daily] personal package archives (PPA) provide a more recent version of FreeCAD than is available in the official Ubuntu repositories. These PPAs include the most recent {{incode|netgen}}, {{incode|gmsh}}, and {{incode|calculix-ccx}} packages as well. See [[Install on Unix]] for more information on setting up the repositories.


Die [https://launchpad.net/~freecad-maintainers/+archive/ubuntu/freecad-stable freecad-stable] und [https://launchpad.net/~freecad-maintainers/+archive/ubuntu/freecad-daily freecad-daily] persönlichen Paketarchive (PPA) bieten eine aktuellere Version von FreeCAD als in den offiziellen Ubuntu Repositorien verfügbar ist. Diese PPAs enthalten auch die aktuellsten Pakete {{incode|netgen}}, {{incode|gmsh}} und {{incode|calculix-ccx}}. Siehe [[Installing_on_Linux/de|Installieren unter Linux]] für weitere Informationen zum Einrichten der Repositorien.
If a PPA is already added to your system, install the packages as follows

Wenn ein PPA bereits zu deinem System hinzugefügt wurde, installiere die Pakete wie folgt

{{Code|code=
{{Code|code=
sudo apt-get install netgen
sudo apt-get install netgen
Line 103: Line 102:
}}
}}


The [https://launchpad.net/~freecad-community/+archive/ubuntu/ppa freecad-community] PPA also provides {{incode|netgen}}, {{incode|gmsh}}, and {{incode|calculix-ccx}} packages for testing. If they are stable enough, they may be added to the daily or stable repositories.
Das [https://launchpad.net/~freecad-community/+archive/ubuntu/ppa freecad-community] PPA stellt auch die Pakete {{incode|netgen}}, {{incode|gmsh}} und {{incode|calculix-ccx}} zum Testen bereit. Wenn sie stabil genug sind, können sie zu den täglichen oder stabilen Repositorien hinzugefügt werden. Die Binärdateien für ccx 2.14 funktionieren unter Debian Stretch, aber nicht unter Debian Buster aufgrund von Abhängigkeitsproblemen.


{{Emphasis|Note:}} the thread [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10393 Ubuntu Repository] discusses the creation of the Ubuntu PPA packages. At the time it was written, CalculiX was not included in the Debian repositories, so there were several personal packages in Launchpad. Only one package should be installed.
{{Emphasis|Hinweis:}} Der Beitrag [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10393 Ubuntu Repositorium] behandelt die Erstellung der Ubuntu PPA Pakete. Zu der Zeit, als er geschrieben wurde, war CalculiX nicht in den Debian Repositorien enthalten, daher gab es mehrere persönliche Pakete in Launchpad. Es sollte nur ein Paket installiert werden.


=== Arch Linux ===
=== Arch Linux ===

Get the CalculiX package from the [https://aur.archlinux.org/packages/calculix/ AUR repository].
Hol dir das CalculiX Paket aus dem [https://aur.archlinux.org/packages/calculix/ AUR Repositorium].


=== Debian ===
=== Debian ===
* Debian 9 Buster: the packages in the [https://packages.debian.org/buster/calculix-ccx repository] are outdated, but you can use the packages from the Ubuntu PPA ({{incode|freecad-community}}). See [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=31360&start=10#p279925 Gmsh 4 package available for testing in Community Extras PPA] (forum post).
* Debian 8 Stretch: the packages in the [https://packages.debian.org/stretch/calculix-ccx repository] are outdated, but you can use the packages from the Ubuntu PPA ({{incode|freecad-community}}). See [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=31360&p=279925#p260872 Gmsh 4 package available for testing in Community Extras PPA] (forum post).
* Debian 7 Jessie: install the packages from Debian 8 Stretch using {{incode|dpkg}}. See [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=4&t=5975&p=110597#p110597 Debian source package for Calculix] (forum post).


* Debian 9 Buster: die Pakete im [https://packages.debian.org/buster/calculix-ccx Repositorium] sind veraltet, aber du kannst die Pakete aus dem Ubuntu PPA ({{incode|freecad-community}}) verwenden. Siehe [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=31360&start=10#p279925 Gmsh 4 Paket im Community Extras PPA zum Testen verfügbar] (Forenbeitrag).
=== CalculiX binary ===
* Debian 8 Stretch: die Pakete im [https://packages.debian.org/stretch/calculix-ccx repository] sind veraltet, aber du kannst die Pakete aus dem Ubuntu PPA ({{incode|freecad-community}}) verwenden. Siehe [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=31360&p=279925#p260872 Gmsh 4 Paket verfügbar zum Testen im Community Extras PPA] (Forumsbeitrag).
The CalculiX authors provide a pre-compiled Linux binary of the solver; it can be downloaded from the [http://www.dhondt.de/ authors' website]. However, since different Linux distributions have different library paths, most likely this binary will not work without making some adjustments.
* Debian 7 Jessie: Installiere die Pakete von Debian 8 Stretch mit {{incode|dpkg}}. Siehe [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=4&t=5975&p=110597#p110597 Debian Quellpaket für Calculix] (Forenbeitrag).


=== openSUSE ===
To use the binary with Fedora 21, see the thread [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10140 Making FEM run on linux fedora 21]. For newer Fedora versions, you should compile CalculiX yourself.


* [https://en.opensuse.org/openSUSE:Science_Math#Mesh_Generation_and_Related_Tools openSUSE:Science Math]
If you use this binary, check that the binary is executable, that it is in the executable {{incode|$PATH}} of your system, and that you have the necessary version of the libraries ({{incode|libgfortran}}, {{incode|liblapack}}, {{incode|libblas}}, etc.) against which it was compiled. This is mentioned in the forum post [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=3&t=11830&start=20#p95741 FEM WB].
* [https://software.opensuse.org/package/netgen netgen Automatischer 3D-Tetraedernetz-Generator]
* [https://software.opensuse.org/package/gmsh gmsh Ein Generator für dreidimensionale Finite Elemente Netze]
* [https://software.opensuse.org/package/ccx ccx Ein quelloffenes Finite Elemente Paket]


Zusätzliche Pakete werden typischerweise mit YAST (Abk. Yet another Setup Tool)(deutsch: Noch ein anderes Einrichtungswerkzeug), dem Einrichtungs- und Konfigurationswerkzeug für das Linux Betriebssystem, oder in jedem Terminal/Konsole (root Rechte erforderlich) mit:
Use the command {{incode|ldd}} to see the libraries that are linked by the binary. Install any missing dependency.


:{{Code|code=
{{SystemInput|
zypper install netgen
User@PC:~$ ldd /usr/bin/ccx
zypper install gmsh
zypper install ccx
}}
}}

<span id="CalculiX_binary"></span>
=== CalculiX Binärdatei ===

Die CalculiX Autoren stellen ein vorkompiliertes Linux Binärdatei des Lösers zur Verfügung; es kann von der [http://www.dhondt.de/ Autoren Webseite] heruntergeladen werden. Da jedoch verschiedene Linux Distributionen unterschiedliche Bibliothekspfade haben, wird diese Binärdatei höchstwahrscheinlich nicht funktionieren, ohne einige Anpassungen vorzunehmen.

Um das Binärdatei mit Fedora 21 zu verwenden, siehe den Beitrag [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10140 FEM unter Linux fedora 21 zum Laufen bringen]. Für neuere Fedora Versionen solltest du CalculiX selbst kompilieren.

Wenn du diese Binärdatei verwendest, überprüfe, dass die Binärdatei ausführbar ist, dass sie sich im ausführbaren {{incode|$PATH}} deines Systems befindet und dass du die erforderliche Version der Bibliotheken ({{incode|libgfortran}}, {{incode|liblapack}}, {{incode|libblas}}, usw.) hast, gegen die sie kompiliert wurde. Dies wird im Forumsbeitrag [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=3&t=11830&start=20#p95741 FEM WB] erwähnt.

Verwende den Befehl {{incode|ldd}}, um die Bibliotheken anzuzeigen, die von der Binärdatei gelinkt werden. Installiere alle fehlenden Abhängigkeiten.

{{SystemInput|User@PC:~$ ldd /usr/bin/ccx}}


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 153: Line 169:
}}
}}


<span id="Compile_CalculiX"></span>
=== Compile CalculiX ===
=== CalculiX kompilieren===


Da CalculiX eine eigenständige Anwendung ist, kannst du entweder eine für deine Distribution gepackte Binärdatei installieren oder sie selbst kompilieren. Jede CalculiX Version ab 2.7.x sollte mit FreeCAD funktionieren, und da der Code in den letzten Jahren nicht viel geändert wurde, können auch niedrigere Versionen als 2.7.x funktionieren.
Since CalculiX is a standalone application, you can either install a binary packaged for your distribution, or compile it yourself. Any CalculiX version from 2.7.x onwards should work with FreeCAD, and since the code hasn't changed much in years, lower versions than 2.7.x may work as well.


Das Kompilieren von CalculiX ist eine Aufgabe für erfahrene Anwender und erfordert die Bearbeitung der Makefiles und Build Optionen auf verschiedenen Plattformen. Siehe die folgenden Informationen:
Compiling CalculiX is a task for experienced users, requiring editing the Makefiles and build options in different platforms. See the following information:
* Debian: [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=4&t=5975&start=10 Debian source package for Calculix], [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=31360&start=10#p260506 Gmsh 4 package available for testing in Community Extras PPA], [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=34024 Compiling CalculiX ccx on fedora, ubuntu and debian].
* Debian: [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=4&t=5975&start=10 Debian-Quellpaket für Calculix], [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=31360&start=10#p260506 Gmsh 4 Paket verfügbar zum Testen im Community Extras PPA], [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=34024 Kompilieren CalculiX ccx unter fedora, ubuntu und debian].
* Fedora 27, 28, 29: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=34024 Compiling CalculiX ccx on fedora, ubuntu and debian].
* Fedora 27, 28, 29: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=34024 Kompilieren CalculiX ccx unter fedora, ubuntu und debian].
* There is a CMake version of the source package in a [https://github.com/ricortiz/CalculiX-cmake github repository], but at the FreeCAD forums no one has reported if this package works.
* Es gibt eine CMake Version des Quellpakets in einem [https://github.com/ricortiz/CalculiX-cmake github repository], aber in den FreeCAD Foren hat niemand berichtet, ob dieses Paket funktioniert.


<span id="Compile_Netgen"></span>
=== Compile Netgen ===
=== Netgen kompilieren ===


Netgen was originally linked by FreeCAD when FreeCAD used OCE, the community fork of OpenCascade (OCCT). As OCE lagged in development behind OCCT, FreeCAD switched back to OCCT. This broke the linking of Netgen, which could only link against OCCT 6.9 or OCE 0.18 and below. As OCCT 7.x versions improved the core funcitonality of FreeCAD, it was decided to drop Netgen support in favor of Gmsh.
Netgen wurde ursprünglich von FreeCAD verknüpft, als FreeCAD OCE, den Community-Zweig von OpenCascade (OCCT), verwendete. Da OCE in der Entwicklung hinter OCCT zurückblieb, wechselte FreeCAD zurück zu OCCT. Dadurch wurde die Verknüpfung von Netgen unterbrochen, das nur gegen OCCT 6.9 oder OCE 0.18 und darunter verknüpft werden konnte. Da die OCCT 7.x Versionen die Kernfunktionalität von FreeCAD verbesserten, wurde beschlossen, die Netgen-Unterstützung zugunsten von Gmsh aufzugeben.


Since then some success has been achieved patching and linking newer versions of Netgen against OCCT 7.x. Nevertheless, the inclusion of Netgen with FreeCAD is still problematic.
Seitdem ist es gelungen, neuere Versionen von Netgen auszubessern und mit OCCT 7.x zu verbinden. Dennoch ist die Einbindung von Netgen in FreeCAD immer noch problematisch.
</div> <!-- End of 'Installing on Linux' collapsible div. Do no remove. -->
</div> <!-- End of 'Installing on Linux' collapsible div. Do no remove. -->


<span id="Installing_on_MacOSX"></span>
== Installing on OSX ==
== Installation unter MacOSX ==
{{VeryImportantMessage|This information may be out of date. If you are an OSX user, please test and clean up this section}}
The OSX [https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/releases development packages] of FreeCAD may include Netgen but may not include CalculiX.


{{VeryImportantMessage|Diese Informationen könnten veraltet sein. Wenn du ein OSX Benutzer bist, teste und bereinige bitte diesen Abschnitt}}
See this forum post [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10979&p=198652#p198642 FEM on Mac OSX] for information on installing CalculiX, and an [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10979&start=90#p273746 updated post] for more recent information.
Die OSX [https://github.com/FreeCAD/FreeCAD/releases Entwicklungspakete] von FreeCAD enthalten möglicherweise Netgen, aber nicht CalculiX.


Siehe diesen Forumsbeitrag [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10979&p=198652#p198642 FEM on Mac OSX] für Informationen zur Installation von CalculiX, und einen [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10979&start=90#p273746 aktualisierter Beitrag] für neuere Informationen.
The following posts may be outdated:
* [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10979 FEM on Mac OSX, post 1]
* [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=8&t=14497 MacPorts users: CalculiX port test request]


CalculiX:
== Further information ==
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10979&start=90#p508724 CalculiX mit brew installieren]
Die folgenden Beiträge sind möglicherweise veraltet:
* [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=10979 FEM auf Mac OSX, Beitrag 1]
* [http://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=8&t=14497 MacPorts Benutzer: CalculiX port Test Anfrage]


<span id="Further_information"></span>
The [[FEM Workbench]] is under constant development. The most recent information is found in the [http://www.forum.freecadweb.org/ FreeCAD forum].
== Weitere Informationen ==


Der [[FEM_Workbench/de|FEM Arbeitsbereich]] befindet sich in ständiger Entwicklung. Die aktuellsten Informationen findest du im [http://www.forum.freecadweb.org/ FreeCAD Forum].
If you have problems installing Netgen, Gmsh, or CalculiX, or another external tool, please search the forum first:

Wenn du Probleme bei der Installation von Netgen, Gmsh oder CalculiX oder einem anderen externen Werkzeug hast, suche bitte zuerst im Forum:
* [https://www.google.ch/search?q=sys.append.path+site%3Aforum.freecadweb.org#q=netgen+site:forum.freecadweb.org netgen site:forum.freecadweb.org]
* [https://www.google.ch/search?q=sys.append.path+site%3Aforum.freecadweb.org#q=netgen+site:forum.freecadweb.org netgen site:forum.freecadweb.org]
* [https://www.google.ch/search?q=sys.append.path+site%3Aforum.freecadweb.org#q=gmsh+site:forum.freecadweb.org gmsh site:forum.freecadweb.org]
* [https://www.google.ch/search?q=sys.append.path+site%3Aforum.freecadweb.org#q=gmsh+site:forum.freecadweb.org gmsh site:forum.freecadweb.org]
* [https://www.google.ch/search?q=sys.append.path+site%3Aforum.freecadweb.org#q=calculix+site:forum.freecadweb.org calculix site:forum.freecadweb.org]
* [https://www.google.ch/search?q=sys.append.path+site%3Aforum.freecadweb.org#q=calculix+site:forum.freecadweb.org calculix site:forum.freecadweb.org]


{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}
<div class="mw-translate-fuzzy">
{{Userdocnavi{{#translation:}}}}
[[Category:User Documentation/de]]
</div>

{{clear}}

Latest revision as of 15:51, 5 January 2024

Einleitung

Um die Finite Element Analyse (FEA) innerhalb des FEM Arbeitsbereichs durchführen zu können, verwendet FreeCAD zwei externe Programme: eines wird für die Generierung des FEM Netz verwendet, das andere für die numerische Lösung der eigentlichen Analyse. Du kannst testen, ob dein FreeCAD Installation für die FEA bereit ist, indem du das FEM CalculiX Kragarm 3D Beispiel ausführen, das in jeder Installation von FreeCAD seit v0.17 enthalten ist.

Arbeitsablauf des FEM Arbeitsbereichs; der Arbeitsbereich ruft zwei externe Programme auf, um die Vernetzung eines festen Objekts und die eigentliche Lösung des Finite Element Problems durchzuführen.

FEM Löser

Der Standard Löser zur Durchführung von Finite Elemente Berechnungen ist CalculiX, ein einfacher Löser zur Analyse von Strukturen. FreeCAD schreibt eine CalculiX Eingabedatei, startet den Löser und liest die Ausgabe, die dann visuell im Ansichtsfenster dargestellt werden kann; das bedeutet, dass das CalculiX Binärdatei eigenständig und unabhängig von FreeCAD ist. In Anbetracht der Tatsache, dass es viele Programme gibt, die ein Netz generieren können, ist es empfehlenswert, den Löser zu installieren und sicherzustellen, dass er zuerst funktioniert.

Wenn der Löser korrekt installiert ist, kannst du den einzelnen Befehl ccx im Terminal ausführen, um eine einfache Antwort zu erhalten:

User@PC:~$ ccx

Usage: CalculiX.exe -i jobname

Wenn der Löser installiert ist, stelle sicher, dass der FEM Arbeitsbereich in der Lage ist, die Binärdatei zu finden; gehe zu Bearbeiten → Einstellungen → FEM → CalculiX → In bekannten Binärverzeichnissen suchen. Wenn du den Löser selbst kompiliert hast, deaktiviere die Option, und gib den korrekten Pfad zur Binärdatei an. Für andere Löser, die mit FreeCAD verwendet werden können, siehe FEM Löser.

FEM Netz Generator

Um ein FEM-Netz zu erstellen, verwendet FreeCAD Gmsh als Standard-Vernetzer. Abhängig vom Betriebssystem und der FreeCAD-Installation, kann Gmsh in den FreeCAD-Installationsdateien vorhanden sein. Wenn es nicht mitgeliefert wird, kann es unabhängig von FreeCAD installiert werden und anschließend das Menü Edit → Preferences → FEM → Gmsh verwendet werden, um den Pfad zu gmsh.exe einzugeben.

Wenn das Programm korrekt installiert ist, kannst du den Befehl gmsh im Terminal ausführen, um die grafische Oberfläche des Programms zu starten. Diese Oberfläche wird von FreeCAD nicht verwendet, zeigt aber an, dass das Programm installiert ist.

User@PC:~$ gmsh -info

Version          : 3.0.6
License          : GNU General Public License
Build OS         : Linux64
Build date       : 20171107
Build host       : lgw01-amd64-034
Build options    : 64Bit Ann Bamg Bfgs Blas(Generic) Blossom C++11 Cgns Chaco DIntegration Dlopen Fltk Gmm Jpeg Kbipack Lapack(Generic) LinuxJoystick MPI MathEx Med Mesh Mmg3d Mpeg NativeFileChooser Netgen ONELAB ONELABMetamodel OpenCASCADE OpenGL OptHom Parser Plugins Png Post Python Solver TetGen/BR Tetgen Voro3D Zlib
FLTK version     : 1.3.4
OCC version      : 6.9.1
MED version      : 3.0.6
Packaged by      : buildd
Web site         : http://gmsh.info
Mailing list     : gmsh@onelab.info

Wenn der Netzerzeuger installiert ist, stelle sicher, dass der FEM Arbeitsbereich in der Lage ist, die Binärdatei zu finden; gehe zu Bearbeiten → Einstellungen → FEM → Gmsh → In bekannten Binärverzeichnissen suchen. Wenn du den Löser selbst kompiliert hast, deaktiviere die Option, und gib den korrekten Pfad zur Binärdatei an. Siehe FEM Polygonetz für verschiedene Möglichkeiten, ein gültiges Netz für die Analyse zu erhalten.

Netgen

Zum Erstelle eines FEM-Netzes kann Netgen als Alternative zu Gmsh verwendet werden. Abhängig von dem Betriebssystem und der eigenen FreeCAD-Installation kann Netgen mit den Binär-Paketen für die FreeCAD-Installation gebündelt sein.

Wenn das Programm korrekt installiert ist, kann der Befehl netgen unter Linux im Terminal ausgeführt werden, um die grafische Oberfläche des Programms zu starten.

User@PC:~$ netgen -V

NETGEN-6.2-dev
Developed by Joachim Schoeberl at
2010-xxxx Vienna University of Technology
2006-2010 RWTH Aachen University
1996-2006 Johannes Kepler University Linz
Including OpenCascade geometry kernel
Run parallel Netgen with 'mpirun -np xy netgen'
NETGENDIR = .
Tcl header version = 8.6.8
Tcl runtime version = 8.6.8 
using internal Tcl-script
optfile ./ng.opt does not exist - using default values
togl-version : 2
OCC module loaded

Installation unter Windows

Die auf der Seite Herunterladen verfügbaren FreeCAD-Pakete enthalten bereits Netgen und CalculiX, so dass keine zusätzliche Software installiert werden muss. Einige Verweise, wo eine bessere ausführbare CalculiX Datei als die in FreeCAD enthalten bekommen kann, können hier gefunden werden: alternative ccx ausführbare Dateien.

Installation unter Linux

Linux Distributionen haben unterschiedliche Möglichkeiten, Software zu installieren. Viele Distributionen haben Software Repositorien und Paketmanager; Vor dem kompilieren des Quellcodes, schau in deinem Paketmanager nach netgen, gmsh, calculix-ccx oder ccx, und installiere diese nach den Anweisungen deiner eigenen Distribution.

Ubuntu PPA

Die freecad-stable und freecad-daily persönlichen Paketarchive (PPA) bieten eine aktuellere Version von FreeCAD als in den offiziellen Ubuntu Repositorien verfügbar ist. Diese PPAs enthalten auch die aktuellsten Pakete netgen, gmsh und calculix-ccx. Siehe Installieren unter Linux für weitere Informationen zum Einrichten der Repositorien.

Wenn ein PPA bereits zu deinem System hinzugefügt wurde, installiere die Pakete wie folgt

sudo apt-get install netgen
sudo apt-get install gmsh
sudo apt-get install calculix-ccx

Das freecad-community PPA stellt auch die Pakete netgen, gmsh und calculix-ccx zum Testen bereit. Wenn sie stabil genug sind, können sie zu den täglichen oder stabilen Repositorien hinzugefügt werden. Die Binärdateien für ccx 2.14 funktionieren unter Debian Stretch, aber nicht unter Debian Buster aufgrund von Abhängigkeitsproblemen.

Hinweis: Der Beitrag Ubuntu Repositorium behandelt die Erstellung der Ubuntu PPA Pakete. Zu der Zeit, als er geschrieben wurde, war CalculiX nicht in den Debian Repositorien enthalten, daher gab es mehrere persönliche Pakete in Launchpad. Es sollte nur ein Paket installiert werden.

Arch Linux

Hol dir das CalculiX Paket aus dem AUR Repositorium.

Debian

openSUSE

Zusätzliche Pakete werden typischerweise mit YAST (Abk. Yet another Setup Tool)(deutsch: Noch ein anderes Einrichtungswerkzeug), dem Einrichtungs- und Konfigurationswerkzeug für das Linux Betriebssystem, oder in jedem Terminal/Konsole (root Rechte erforderlich) mit:

zypper install netgen
zypper install gmsh
zypper install ccx

CalculiX Binärdatei

Die CalculiX Autoren stellen ein vorkompiliertes Linux Binärdatei des Lösers zur Verfügung; es kann von der Autoren Webseite heruntergeladen werden. Da jedoch verschiedene Linux Distributionen unterschiedliche Bibliothekspfade haben, wird diese Binärdatei höchstwahrscheinlich nicht funktionieren, ohne einige Anpassungen vorzunehmen.

Um das Binärdatei mit Fedora 21 zu verwenden, siehe den Beitrag FEM unter Linux fedora 21 zum Laufen bringen. Für neuere Fedora Versionen solltest du CalculiX selbst kompilieren.

Wenn du diese Binärdatei verwendest, überprüfe, dass die Binärdatei ausführbar ist, dass sie sich im ausführbaren $PATH deines Systems befindet und dass du die erforderliche Version der Bibliotheken (libgfortran, liblapack, libblas, usw.) hast, gegen die sie kompiliert wurde. Dies wird im Forumsbeitrag FEM WB erwähnt.

Verwende den Befehl ldd, um die Bibliotheken anzuzeigen, die von der Binärdatei gelinkt werden. Installiere alle fehlenden Abhängigkeiten.

User@PC:~$ ldd /usr/bin/ccx

linux-vdso.so.1 (0x00007fffbabdc000)
 libspooles.so.2.2 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libspooles.so.2.2 (0x00007fe9bd042000)
 libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007fe9bce23000)
 libarpack.so.2 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libarpack.so.2 (0x00007fe9bcbd9000)
 liblapack.so.3 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so.3 (0x00007fe9bc353000)
 libgfortran.so.4 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.4 (0x00007fe9bbf74000)
 libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007fe9bbbd6000)
 libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fe9bb7e5000)
 libgcc_s.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1 (0x00007fe9bb5cd000)
 libmpi.so.20 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libmpi.so.20 (0x00007fe9bb2db000)
 /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fe9bdaa9000)
 libblas.so.3 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so.3 (0x00007fe9bb080000)
 libopenblas.so.0 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopenblas.so.0 (0x00007fe9b8dda000)
 libquadmath.so.0 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libquadmath.so.0 (0x00007fe9b8b9a000)
 libopen-rte.so.20 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopen-rte.so.20 (0x00007fe9b8912000)
 libopen-pal.so.20 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopen-pal.so.20 (0x00007fe9b8660000)
 librt.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/librt.so.1 (0x00007fe9b8458000)
 libhwloc.so.5 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libhwloc.so.5 (0x00007fe9b821b000)
 libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007fe9b8017000)
 libutil.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libutil.so.1 (0x00007fe9b7e14000)
 libnuma.so.1 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnuma.so.1 (0x00007fe9b7c09000)
 libltdl.so.7 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libltdl.so.7 (0x00007fe9b79ff000)

CalculiX kompilieren

Da CalculiX eine eigenständige Anwendung ist, kannst du entweder eine für deine Distribution gepackte Binärdatei installieren oder sie selbst kompilieren. Jede CalculiX Version ab 2.7.x sollte mit FreeCAD funktionieren, und da der Code in den letzten Jahren nicht viel geändert wurde, können auch niedrigere Versionen als 2.7.x funktionieren.

Das Kompilieren von CalculiX ist eine Aufgabe für erfahrene Anwender und erfordert die Bearbeitung der Makefiles und Build Optionen auf verschiedenen Plattformen. Siehe die folgenden Informationen:

Netgen kompilieren

Netgen wurde ursprünglich von FreeCAD verknüpft, als FreeCAD OCE, den Community-Zweig von OpenCascade (OCCT), verwendete. Da OCE in der Entwicklung hinter OCCT zurückblieb, wechselte FreeCAD zurück zu OCCT. Dadurch wurde die Verknüpfung von Netgen unterbrochen, das nur gegen OCCT 6.9 oder OCE 0.18 und darunter verknüpft werden konnte. Da die OCCT 7.x Versionen die Kernfunktionalität von FreeCAD verbesserten, wurde beschlossen, die Netgen-Unterstützung zugunsten von Gmsh aufzugeben.

Seitdem ist es gelungen, neuere Versionen von Netgen auszubessern und mit OCCT 7.x zu verbinden. Dennoch ist die Einbindung von Netgen in FreeCAD immer noch problematisch.

Installation unter MacOSX

Diese Informationen könnten veraltet sein. Wenn du ein OSX Benutzer bist, teste und bereinige bitte diesen Abschnitt

Die OSX Entwicklungspakete von FreeCAD enthalten möglicherweise Netgen, aber nicht CalculiX.

Siehe diesen Forumsbeitrag FEM on Mac OSX für Informationen zur Installation von CalculiX, und einen aktualisierter Beitrag für neuere Informationen.

CalculiX:

Die folgenden Beiträge sind möglicherweise veraltet:

Weitere Informationen

Der FEM Arbeitsbereich befindet sich in ständiger Entwicklung. Die aktuellsten Informationen findest du im FreeCAD Forum.

Wenn du Probleme bei der Installation von Netgen, Gmsh oder CalculiX oder einem anderen externen Werkzeug hast, suche bitte zuerst im Forum: