FEM: Tutorial MEF
| Topic |
|---|
| Finite Element Analysis |
| Level |
| Beginner |
| Time to complete |
| 10 minutes + Solver time |
| Authors |
| Drei |
| FreeCAD version |
| 0.16.6700 or above |
| Example files |
| See also |
| None |
Introduction
Introducere
Acest tutorial are rolul de a introduce cititorul în fluxul de lucru de bază al Atelierului MEF, precum și majoritatea instrumentelor disponibile pentru a efectua o analiză statică.
Requirements
Cerințe
- FreeCAD version 0.16.6700 sau mai modernă
- Netgen and/or GMSH este instalat în sistem
- In cazul GMSH, instalarea este recomandată psicofil's macro
- Calculix este instalat în sistem
- Cititorul are cunoștințele de bază pentru a utiliza Atelierele Piese (Part) PartDesign
Procedură
Modeling
Modelarea
În acest exemplu, un Cub este folosit ca obiect de studiu, dar modelele create în atelierele de lucru Part sau PartDesign pot fi folosite în schimb.
- Creați un nou document
- Activați Atelierul Part Workbench
- Creați un Cube
- Schimbați-i dimensiunileDimensions după cum urmează:
- Height: 1.000 mm
- Length: 8.000 mm
- Width: 1.000 mm
Acum avem un model cu care să lucrăm.
Creating the Analysis
- Activate the
FEM Workbench.
- Select the Model →
Analysis container option from the menu.
Constraints and Forces
Constrângeri și Forțe
- Ascundeți plasa din vederea arorescentă Tree View.
- Arătați modelul original
- Selectați
Create FEM fixed constraint
- Selectați fațeta din spate a Cube (fațeta de pe planul definit de axele YZ) și click OK
- Selectați
Create FEM force constraint
- Selectați fațeta din față a Cube (Fațeta paralelă cu fațeta din spate) și definiți Area load cu valoarea de 9000000.00
- Definiți Direction la -Z prin selectarea unei adintre fațetele paralele cu această direcție.
- Click OK
Am stabilit restricțiile și forțele pentru studiul nostru static.
Material
finalul Pregătirilor
- Select
Mechanical material... and choose Calculix as the material - Click OK
Meshing
It is recommended to make a mesh as the last step in the analysis preparations due to association to a geometry in FreeCAD. Depending on FreeCAD installation, there can be Netgen or GMSH meshers, you can use any of them.
Netgen
Crearea Analizei
Netgen
- Selectați modelull
- Click pe
New mechanical analysis din meniu pentru a crea o analiză a obiectului care a fost selectat - In caseta de dialogul pentru crearea plasei, click OK
Puteți, de asemenea, să glisați și să plasați o plasă într-o Analiză Mecanică care nu are o plasă în Vederea Arborescentă(Tree View).
GMSH
- Select the model
FEM mesh from shape by Gmsh: Generates a finite element mesh for a model using Gmsh.
- In the meshing dialog, click Apply and OK.
Ne-am discretizat într-o plasă cu ochiuri acum obiectul și suntem gata să adăugăm constrângeri și forțe.
Running the Solver
Standard Procedure
Rularea Rezolvitorului
Procedura Standard
- Selectați obiectul rezolvitor
contained in the Mechanical Analysis
- Selectați
Start calculation din meniul - Selectați Write Calculix Input File
- Selectați Run Calculix
- Click pe Close
Quick Procedure
Procedură rapidă
- Selectați obeictul rezolvitor
conținut în Mechanical Analysis
- Click pe
Quick Analysis.
Analyzing Results
Analizarea Rezultatelor
- Din arborescența obiect Object Tree, selectați obeictul Results
- Selectați
Show result
- Alegeți printre diferite tipuri de Result pentru a vedea rezultatele
- sliderul din partea de jos poate fi utilizat pentru a modifica vizulizarea plasei. Aceasta ne permite să vizualizăm deformația suferită de obiect, rețineți că este o aproximație.
- Pentru a șterge rezultatul selectați
Purge results
dacă selectați Z displacement result type, puteți vedea că valoarea obținută este aproape identică cu exemplul test oferit de FreeCAD. Diferențele pot să apară datorită calității plasei și a numărul de noduri pe care le posedă aceata.
Am terminat acum cu fluxul de lucru de bază pentru FEM Workbench.
Notes
- For a video tutorial based on this written tutorial watch: FEM MaterialReinforced tutorial.
- 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
- Getting started
- Installation: Download, Windows, Linux, Mac, Additional components, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Basics: About FreeCAD, Interface, Mouse navigation, Selection methods, Object name, Preferences, Workbenches, Document structure, Properties, Help FreeCAD, Donate
- Help: Tutorials, Video tutorials
- Workbenches: Std Base, Assembly, BIM, CAM, Draft, FEM, Inspection, Material, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework
- Hubs: User hub, Power users hub, Developer hub