FEM Polygonnetz
Ein Finite-Elemente-Netz erstellen
Finite-Elemente-Analyse (FEA) wird auf ein Netzobjekt angewendet, das aus mehreren dreiseitigen/tetraederartigen, vierseitigen/hexaederartigen oder anderen finiten Elementen besteht, die einen originalen Körper unterteilen. Je feiner das Netz ist, desto genauer sind die numerischen Ergebnisse, aber desto größer ist auch die Berechnungszeit. Ein Gleichgewicht zwischen der Größe des Netzes, der Berechnungszeit und der Genauigkeit der Ergebnisse ist ein wichtiges Merkmal einer gut definierten Finite-Elemente-Analyse.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein Polygonnetz im Arbeitsbereich FEM einzurichten:
- Das Werkzeug FEM mesh from shape by Gmsh aus der grafischen Benutzeroberfläche.
- Das Werkzeug FEM mesh from shape by Netgen aus der grafischen Benutzeroberfläche.
- Importieren eines Polygonnetzes aus einem anderen Programm. Insbesondere können Gmsh und Netgen außerhalb von FreeCAD allein verwendet werden, um Volumenkörper wie Step Dateien zu vernetzen.
- Manuelle Erstellung des Netzes durch Python-Skripte.
Die Gmsh- und Netgen-Werkzeuge unterstützen die Vernetzung von Körpern, die mit den Arbeitsbereichen Part und PartDesign erstellt wurden, sowie einfache Kopien dieser Körper. Im Allgemeinen kann jeder Arbeitsbereich, der Festkörper erzeugt, wie z.B. der Arbeitsbereich Arch, als Grundlage für die Erstellung von Netzobjekten verwendet werden. Beachte, dass sich ein für die FEA verwendetes Netz von einem Netz unterscheidet, das mit dem Arbeitsbereich Mesh erstellt oder importiert wurde.
Der Arbeitsbereich FEM ruft das externe Werkzeug Gmsh auf, um ein Netz aus einem Volumenkörper zu erhalten, der mit einem beliebigen Arbeitsbereich in FreeCAD erstellt wurde; es kann auch ein extern erstelltes Netz importieren
(1) Festkörper, der mit PartDesign erzeugt wurde; (2) Netz, das mit dem Gmsh Werkzeug innerhalb des FEM Arbeitsbereich erzeugt wurde (alle Dreiecke); und (3) Netz, das extern mit Gmsh erzeugt wurde, in das Abaqus Format .inp exportiert und dann in FreeCAD importiert wurde (alle Vierecke)
Die Gmsh- und Netgen-Werkzeuge sind einfach anzuwendende Werkzeuge, um einen Körper schnell zu vernetzen, und besitzen nicht den vollen Funktionsumfang dieser Programme; sie erzeugen normalerweise Dreiecksnetze, die für manche Arten von Analysen nicht ideal sind. Wird mehr Kontrolle über das erstellte Netz gebraucht (nur Vierecke verwenden, genaue Elementanzahl und -Größe, variable Auflösung des Netzes, usw.), sollten diese Programme extern verwendet, eine Netzdatei in einem unterstützten Format (.inp, .unv, .vtk, .z88) erzeugt und diese Datei in FreeCAD importiert werden.
Zuvor war Netgen in FreeCAD enthalten und konnte sofort verwendet werden. Nun sollten sowohl Netgen als auch Gmsh installiert werden, bevor sie vom Arbeitsbereich FEM verwendet werden können. Siehe FEM Installation für Anleitungen.
Netzerstellungssoftware
Netzerstellungssoftware arbeitet mit Festkörpern, die in verschiedenen Formaten vorliegen können, wie Step und Brep. Diese Programme können unabhängig von FreeCAD verwendet werden und verfügen typischerweise Über viele Optionen zur Steuerung der Vernetzungsalgorithmen, der Elementgröße und der Randbedingungen.
Der Arbeitsbereich FEM hat einfache Kommunikationsoberflächen entwickelt, um Gmsh und Netgen direkt in FreeCAD zu verwenden. Andere Programme haben keine Oberfläche, aber das könnte sich in Zukunft ändern, wenn Interesse in der Gemeinschaft besteht und wenn diese Anwendungen leicht zu integrieren sind. Die Netzerstellungssoftware darf nur dann zusammen mit FreeCAD kompiliert und verteilt werden, wenn ihre Lizenz mit der LGPL2-Lizenz kompatibel ist; andernfalls muss das Programm als externe Binärdatei verwendet werden, wie z.B. Gmsh (GPL2).
Oberfläche in FreeCAD implementiert
- Gmsh: Hauptwebseite, Code Repositorium
- Netgen: Hauptwebseite, Code Repositorium
Keine Oberfläche in FreeCAD
- ENigMA, [1], Code Repositorium
- libMesh, Hauptwebseite, Code Repositorium, Forumsbeitrag; es ist ein sehr aktives Projekt, und es ist nur C++
- PythonOCC, Haupt-Webseite
- SnappyHexMesh, Hauptwebseite
- Tetgen, Hauptwebseite
Netzelemente in FreeCAD
FreeCAD unterstützt verschiedene Elementtypen. Der folgende Artikel erklärt den Unterschied zwischen ihnen und wann sie verwendet werden sollten (engl.): Meshing Your Geometry: When to Use the Various Element Types.
- "NI" bedeutet, dass der Elementtyp in FreeCAD nicht implementiert ist, aber das Format ihn unterstützen würde.
bedeutet, dass die Formatspezifikation diesen Elementtyp nicht unterstützt, so dass FreeCAD ihn nicht unterstützen kann.
- "?" bedeutet, dass es nicht bekannt ist, ob das Format diesen Elementtyp unterstützt.
FEM Elementtypen
Mehr Informationen über die Elemente und ihre Datenstruktur in FreeCAD kann in FEM Elementtypen gefunden werden.
Segmentelement
Dreieckelement
Viereckelement
Tetraederelement
Hexaederelement
Pentaederelement (Prisma)
Pyramidenelement
Skripten
Ein FEM-Netz komplett in Python erstellen
Siehe auch: FreeCAD Grundlagen der Skripterstellung in FreeCAD.
Die Python API ermöglicht dem Benutzer ein Finite Element Netz festzulegen, durch direktes hinzufügen einzelner Knoten und festlegen von Kanten, Flächen und Volumen.
Das Netz selbst ist vom Typ Fem::FemMesh, das an ein entsprechendes Dokumentobjekt vom Typ Fem::FemMeshObject angehängt werden muss .
App.ActiveDocument.Mesh_object.TypeId = Fem::FemMeshObject
.
.
.FemMesh.TypeId = Fem::FemMesh
Erstellen eines Netzes mit einem Tet-10 Element
Erstelle ein leeres FemMesh, bestücke es mit Knoten, erstelle das Volumen und rufe schließlich Fem.show() auf, um das Dokumentobjekt mit dem zugehörigen Netz zu erstellen.
import FreeCAD, Fem
m = Fem.FemMesh()
m.addNode(0, 1, 0)
m.addNode(0, 0, 1)
m.addNode(1, 0, 0)
m.addNode(0, 0, 0)
m.addNode(0, 0.5, 0.5)
m.addNode(0.5, 0.03, 0.5)
m.addNode(0.5, 0.5, 0.03)
m.addNode(0, 0.5, 0)
m.addNode(0.03, 0, 0.5)
m.addNode(0.5, 0, 0)
m.addVolume([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
Fem.show(m)
obj = FreeCAD.ActiveDocument.ActiveObject
Wenn du eine vordefinierte Knoten- und Elementnummerierung wünschst, übergib die entsprechende ID an die Knoten- und Volumen Methoden
Um ein aktuelles Dokumentobjekt zu erstellen, kannst du anstelle von Fem.show() auch die Methode document addObject() verwenden; hänge dann das erstellte Netz an das FemMesh Attribut dieses Objekts an.
a = Fem.FemMesh()
a.addNode(0, 1, 0, 1)
a.addNode(0, 0, 1, 2)
a.addNode(1, 0, 0, 3)
a.addNode(0, 0, 0, 4)
a.addNode(0, 0.5, 0.5, 5)
a.addNode(0.5, 0.03, 0.5, 6)
a.addNode(0.5, 0.5, 0.03, 7)
a.addNode(0, 0.5, 0, 8)
a.addNode(0.03, 0, 0.5, 9)
a.addNode(0.5, 0, 0, 10)
a.addVolume([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10], 1)
obj_2 = FreeCAD.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject")
obj_2.Placement.Base = FreeCAD.Vector(2, 0, 0)
obj_2.FemMesh = a
Visuelle Eigenschaften
Sobald ein FemMesh Objekt mit Fem.show() erstellt wurde, können einige seiner visuellen Eigenschaften durch Ändern der verschiedenen Attribute seines ViewObject geändert werden. Dies kann nützlich sein, um das Netz nach einer Finite Elemente Lösung nachzubearbeiten.
Heben Sie einige Knoten im Netz hervor
Fem.show(m)
obj = FreeCAD.ActiveDocument.ActiveObject
obj.ViewObject.HighlightedNodes = [1, 2, 3]
Die einzelnen Elemente eines Netzes können durch die Übergabe eines Wörterbuchs mit den entsprechenden key:value Paaren modifiziert werden
Setze das Volumen 1 auf rot
obj.ViewObject.ElementColor = {1:(1,0,0)}
Setzt man die Knoten 1, 2 und 3 auf unterschiedliche Farben, erhält die Fläche dazwischen eine daraus errechnete Farbe.
obj.ViewObject.NodeColor = {1:(1,0,0), 2:(0,1,0), 3:(0,0,1)}
Man verschiebt die Knoten 1 und 2 um die durch einen Vektor definierte Größe und Richtung.
obj.ViewObject.NodeDisplacement = {1:FreeCAD.Vector(0,1,0), 2:FreeCAD.Vector(1,0,0)}
Den Faktor der angegebenen Verschiebung verdoppeln. (Hinweis für Bearbeiter: in neueren Versionen entfernt?)
obj.ViewObject.animate(2.0)
Skripten Beispiele für jeden unterstützten Elementtyp
Träger, 2 Knoten Linie, seg2 (linear)
import Fem
seg2 = Fem.FemMesh()
seg2.addNode( 0, 0, 0, 1)
seg2.addNode(10, 0, 0, 2)
seg2.addEdge(1, 2)
print(seg2)
obj = FreeCAD.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "seg2")
obj.FemMesh = seg2
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(0, 110, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Träger, 3 Knoten Linie, seg3 (quadratisch)
import Fem
seg3 = Fem.FemMesh()
seg3.addNode( 0, 0, 0, 1)
seg3.addNode(10, 0, 0, 2)
seg3.addNode( 5, 0, 0, 3)
seg3.addEdge([1, 2, 3])
print(seg3)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "seg3")
obj.FemMesh = seg3
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(30, 110, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Hüllkörper, 3 Knoten Dreieck, tria3 (linear)
import Fem
tria3 = Fem.FemMesh()
tria3.addNode( 0, 0, 0, 1)
tria3.addNode( 6, 12, 0, 2)
tria3.addNode(12, 0, 0, 3)
tria3.addFace([1, 2, 3])
print(tria3)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "tria3")
obj.FemMesh = tria3
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(0, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
Füge eine Fläche mit der Elementnummer hinzu.
elemtria3 = Fem.FemMesh()
nodes = tria3.Nodes
for n in nodes:
elemtria3.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemtria3.addFace([1, 2, 3], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemtria3")
obj.FemMesh = elemtria3
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(200, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
print(elemtria3.Faces)
Hüllkörper, 6 Knoten Dreieck, tria6 (quadratisch)
import Fem
tria6 = Fem.FemMesh()
tria6.addNode( 0, 0, 0, 1)
tria6.addNode( 6, 12, 0, 2)
tria6.addNode(12, 0, 0, 3)
tria6.addNode( 3, 6, 0, 4)
tria6.addNode( 9, 6, 0, 5)
tria6.addNode( 6, 0, 0, 6)
tria6.addFace([1, 2, 3, 4, 5, 6])
print(tria6)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "tria6")
obj.FemMesh = tria6
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(30, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
Füge eine Fläche mit der Elementnummer hinzu.
elemtria6 = Fem.FemMesh()
nodes = tria6.Nodes
for n in nodes:
elemtria6.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemtria6.addFace([1, 2, 3, 4, 5, 6], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemtria6")
obj.FemMesh = elemtria6
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(230, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
print(elemtria6.Faces)
Hüllkörper, 4 Viereck , quad4 (linear)
import Fem
quad4 = Fem.FemMesh()
quad4.addNode( 0, 10, 0, 1)
quad4.addNode(10, 10, 0, 2)
quad4.addNode(10, 0, 0, 3)
quad4.addNode( 0, 0, 0, 4)
quad4.addFace([1, 2, 3, 4])
print(quad4)
obj = FreeCAD.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "quad4")
obj.FemMesh = quad4
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(60, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
Füge eine Fläche mit der Elementnummer hinzu.
elemquad4 = Fem.FemMesh()
nodes = quad4.Nodes
for n in nodes:
elemquad4.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemquad4.addFace([1, 2, 3, 4], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemquad4")
obj.FemMesh = elemquad4
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(260, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
print(elemquad4.Faces)
Hüllkörper, 8 Knoten Viereck, quad8 (quadratisch)
import Fem
quad8 = Fem.FemMesh()
quad8.addNode( 0, 10, 0, 1)
quad8.addNode(10, 10, 0, 2)
quad8.addNode(10, 0, 0, 3)
quad8.addNode( 0, 0, 0, 4)
quad8.addNode( 5, 10, 0, 5)
quad8.addNode(10, 5, 0, 6)
quad8.addNode( 5, 0, 0, 7)
quad8.addNode( 0, 5, 0, 8)
quad8.addFace([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print(quad8)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "quad8")
obj.FemMesh = quad8
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(90, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
Füge eine Fläche mit der Elementnummer hinzu.
elemquad8 = Fem.FemMesh()
nodes = quad8.Nodes
for n in nodes:
elemquad8.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemquad8.addFace([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemquad8")
obj.FemMesh = elemquad8
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(290, 80, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
obj.ViewObject.BackfaceCulling = False
print(elemquad8.Faces)
Volumen, 4 Knoten Tetraeder, tetra4 (linear)
import Fem
tetra4 = Fem.FemMesh()
tetra4.addNode( 6, 12, 18, 1)
tetra4.addNode( 0, 0, 18, 2)
tetra4.addNode(12, 0, 18, 3)
tetra4.addNode( 6, 6, 0, 4)
tetra4.addVolume([1, 2, 3, 4])
print(tetra4)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "tetra4")
obj.FemMesh = tetra4
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(0, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elemtetra4 = Fem.FemMesh()
nodes = tetra4.Nodes
for n in nodes:
elemtetra4.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemtetra4.addVolume([1, 2, 3, 4], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemtetra4")
obj.FemMesh = elemtetra4
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(200, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elemtetra4.Volumes)
Volumen, 10 Knoten Tetraeder, tetra10 (quadratisch)
import Fem
tetra10 = Fem.FemMesh()
tetra10.addNode( 6, 12, 18, 1)
tetra10.addNode( 0, 0, 18, 2)
tetra10.addNode(12, 0, 18, 3)
tetra10.addNode( 6, 6, 0, 4)
tetra10.addNode( 3, 6, 18, 5)
tetra10.addNode( 6, 0, 18, 6)
tetra10.addNode( 9, 6, 18, 7)
tetra10.addNode( 6, 9, 9, 8)
tetra10.addNode( 3, 3, 9, 9)
tetra10.addNode( 9, 3, 9,10)
tetra10.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10])
print(tetra10)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "tetra10")
obj.FemMesh = tetra10
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(30, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elemtetra10 = Fem.FemMesh()
nodes = tetra10.Nodes
for n in nodes:
elemtetra10.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemtetra10.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemtetra10")
obj.FemMesh = elemtetra10
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(230, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elemtetra10.Volumes)
Volumen, 8 Knoten Hexaeder, hexa8 (linear)
import Fem
hexa8 = Fem.FemMesh()
hexa8.addNode( 0, 10, 10, 1)
hexa8.addNode( 0, 0, 10, 2)
hexa8.addNode(10, 0, 10, 3)
hexa8.addNode(10, 10, 10, 4)
hexa8.addNode( 0, 10, 0, 5)
hexa8.addNode( 0, 0, 0, 6)
hexa8.addNode(10, 0, 0, 7)
hexa8.addNode(10, 10, 0, 8)
hexa8.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print(hexa8)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "hexa8")
obj.FemMesh = hexa8
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(60, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elemhexa8 = Fem.FemMesh()
nodes = hexa8.Nodes
for n in nodes:
elemhexa8.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemhexa8.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemhexa8")
obj.FemMesh = elemhexa8
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(260, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elemhexa8.Volumes)
Volumen, 20 Knoten Hexaeder, hexa20 (quadratisch)
import Fem
hexa20 = Fem.FemMesh()
hexa20.addNode( 0, 10, 10, 1)
hexa20.addNode( 0, 0, 10, 2)
hexa20.addNode(10, 0, 10, 3)
hexa20.addNode(10, 10, 10, 4)
hexa20.addNode( 0, 10, 0, 5)
hexa20.addNode( 0, 0, 0, 6)
hexa20.addNode(10, 0, 0, 7)
hexa20.addNode(10, 10, 0, 8)
hexa20.addNode( 0, 5, 10, 9)
hexa20.addNode( 5, 0, 10, 10)
hexa20.addNode(10, 5, 10, 11)
hexa20.addNode( 5, 10, 10, 12)
hexa20.addNode( 0, 5, 0, 13)
hexa20.addNode( 5, 0, 0, 14)
hexa20.addNode(10, 5, 0, 15)
hexa20.addNode( 5, 10, 0, 16)
hexa20.addNode( 0, 10, 5, 17)
hexa20.addNode( 0, 0, 5, 18)
hexa20.addNode(10, 0, 5, 19)
hexa20.addNode(10, 10, 5, 20)
hexa20.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20])
print(hexa20)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "hexa20")
obj.FemMesh = hexa20
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(90, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elemhexa20 = Fem.FemMesh()
nodes = hexa20.Nodes
for n in nodes:
elemhexa20.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elemhexa20.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elemhexa20")
obj.FemMesh = elemhexa20
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(290, 50, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elemhexa20.Volumes)
Volumen, 6 Knoten Pentaeder, penta6 (linear)
import Fem
penta6 = Fem.FemMesh()
penta6.addNode(10, 10, 10, 1)
penta6.addNode( 0, 0, 10, 2)
penta6.addNode(20, 0, 10, 3)
penta6.addNode(10, 10, 0, 4)
penta6.addNode( 0, 0, 0, 5)
penta6.addNode(20, 0, 0, 6)
penta6.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6])
print(penta6)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "penta6")
obj.FemMesh = penta6
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(0, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elempenta6 = Fem.FemMesh()
nodes = penta6.Nodes
for n in nodes:
elempenta6.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elempenta6.addVolume([ 1, 2, 3, 4, 5, 6], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elempenta6")
obj.FemMesh = elempenta6
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(200, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elempenta6.Volumes)
Volumen, 15 Knoten Pentaeder, penta15 (quadratisch)
import Fem
penta15 = Fem.FemMesh()
penta15.addNode(10, 10, 10, 1)
penta15.addNode( 0, 0, 10, 2)
penta15.addNode(20, 0, 10, 3)
penta15.addNode(10, 10, 0, 4)
penta15.addNode( 0, 0, 0, 5)
penta15.addNode(20, 0, 0, 6)
penta15.addNode( 5, 5, 10, 7)
penta15.addNode(10, 0, 10, 8)
penta15.addNode(15, 5, 10, 9)
penta15.addNode( 5, 5, 0, 10)
penta15.addNode(10, 0, 0, 11)
penta15.addNode(15, 5, 0, 12)
penta15.addNode(10, 10, 5, 13)
penta15.addNode( 0, 0, 5, 14)
penta15.addNode(20, 0, 5, 15)
penta15.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15])
print(penta15)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "penta15")
obj.FemMesh = penta15
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(40, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elempenta15 = Fem.FemMesh()
nodes = penta15.Nodes
for n in nodes:
elempenta15.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elempenta15.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elempenta15")
obj.FemMesh = elempenta15
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(240, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elempenta15.Volumes)
Volume, 5 Knoten Pyramide, pyra5 (linear)
import Fem
pyra5 = Fem.FemMesh()
pyra5.addNode( 0, 20, 0, 1)
pyra5.addNode(20, 20, 0, 2)
pyra5.addNode(20, 0, 0, 3)
pyra5.addNode( 0, 0, 0, 4)
pyra5.addNode(10, 10, 10, 5)
pyra5.addVolume([1, 2, 3, 4, 5])
print(pyra5)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "pyra5")
obj.FemMesh = pyra5
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(80, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elempyra5 = Fem.FemMesh()
nodes = pyra5.Nodes
for n in nodes:
elempyra5.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elempyra5.addVolume([1, 2, 3, 4, 5], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elempyra5")
obj.FemMesh = elempyra5
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(280, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elempyra5.Volumes)
Volumen, 13 Knoten Pyramide, pyra13 (quadratisch)
import Fem
pyra13 = Fem.FemMesh()
pyra13.addNode( 0, 20, 0, 1)
pyra13.addNode(20, 20, 0, 2)
pyra13.addNode(20, 0, 0, 3)
pyra13.addNode( 0, 0, 0, 4)
pyra13.addNode(10, 10, 10, 5)
pyra13.addNode(10, 20, 0, 6)
pyra13.addNode(20, 10, 0, 7)
pyra13.addNode(10, 0, 0, 8)
pyra13.addNode( 0, 10, 0, 9)
pyra13.addNode( 5, 15, 5, 10)
pyra13.addNode(15, 15, 5, 11)
pyra13.addNode(15, 5, 5, 12)
pyra13.addNode( 5, 5, 5, 13)
pyra13.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13])
print(pyra13)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "pyra13")
obj.FemMesh = pyra13
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(120, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
Füge ein Volumen mit der Elementnummer hinzu.
elempyra13 = Fem.FemMesh()
nodes = pyra13.Nodes
for n in nodes:
elempyra13.addNode(nodes[n].x, nodes[n].y, nodes[n].z, n)
elempyra13.addVolume([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13], 88)
obj = App.ActiveDocument.addObject("Fem::FemMeshObject", "elempyra13")
obj.FemMesh = elempyra13
obj.Placement.Base = FreeCAD.Vector(320, 0, 0)
obj.ViewObject.DisplayMode = "Faces, Wireframe & Nodes"
print(elempyra13.Volumes)
Skript-Beispiel für Gruppen
Siehe zum Beispiel https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=37304&start=20#p318823
- Materials: Solid Material, Fluid Material, Non-Linear Mechanical Material, Reinforced Material (Concrete); Material Editor
- Element Geometry: Beam Cross Section, Beam Rotation, Shell Plate Thickness, Fluid Section for 1D Flow
- Electromagnetic Boundary Conditions: Electrostatic Potential Boundary Condition, Current Density Boundary Condition, Magnetization Boundary Condition, Electric Charge Density
- Fluid Boundary Conditions: Initial Flow Velocity Condition, Initial Pressure Condition, Flow Velocity Boundary Condition
- Geometrical Analysis Features: Plane Multi-Point Constraint, Section Print Feature, Local Coordinate System
- Mechanical Boundary Conditions and Loads: Fixed Boundary Condition, Rigid Body Constraint, Displacement Boundary Condition, Contact Constraint, Tie Constraint, Spring Boundary Condition, Force Load, Pressure Load, Centrifugal Load, Gravity Load
- Thermal Boundary Conditions and Loads: Initial Temperature, Heat Flux Load, Temperature Boundary Condition, Body Heat Source
- Overwrite Constants: Constant Vacuum Permittivity
- Mesh: Mesh From Shape by Netgen, Mesh From Shape by Gmsh, Mesh Boundary Layer, Mesh Refinement, Mesh Group, Erase Elements, FEM Mesh to Mesh
- Solve: Solver CalculiX, Solver Elmer, Solver Mystran, Solver Z88; Mechanical Equations: Elasticity Equation, Deformation Equation; Electromagnetic Equations: Electrostatic Equation, Electricforce Equation, Magnetodynamic Equation, Magnetodynamic 2D Equation, Static Current Equation; Flow Equation, Flux Equation, Heat Equation, Solver Job Control, Run Solver
- Results: Purge Results, Show Result, Apply Changes to Pipeline, Post Pipeline From Result, Pipeline Branch, Warp Filter, Scalar Clip Filter, Function Cut Filter, Region Clip Filter, Contours Filter, Glyph Filter, Line Clip Filter, Stress Linearization Plot, Data at Point Clip Filter, Calculator Filter; Filter Functions: Plane, Sphere, Cylinder, Box; Data Visualizations: Create Lineplot, Create Histogram, Create Table
- Utilities: Clipping Plane on Face, Remove All Clipping Planes, FEM Examples; Clear FEM Mesh, Display Mesh Info
- Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types
- Erste Schritte
- Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzliche Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Voreinstellungseditor, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, FreeCAD unterstützen, Spenden
- Hilfe: Anleitungen, Videoanleitungen
- Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, BIM, CAM, Draft, FEM, Inspection, Material, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework