FEM Workbench/pt-br

Introdução
A bancada FEM fornece um fluxo de trabalho moderno de análise de elementos finitos (FEA) para o FreeCAD. Isso significa que todas as ferramentas para fazer uma análise são combinadas em uma interface gráfica de usuário (GUI).



Fluxo de Trabalho
Os passos para realizar uma análise de elementos finitos são:
 * 1) Pré-processamento: configurar o problema de análise.
 * 2) Modelando a geometria: criar a geometria com o FreeCAD ou importando-a de um aplicativo diferente.
 * 3) Criando uma análise.
 * 4) Adicionando restrições de simulação, como cargas e suportes fixos ao modelo geométrico.
 * 5) Adicionando materiais às partes do modelo geométrico.
 * 6) Criando uma malha de elementos finitos para o modelo geométrico ou importando-os de um aplicativo diferente.
 * 7) Resolvendo: executando um solucionador externo de dentro do FreeCAD.# Pós-processamento: visualizar os resultados da análise a partir do FreeCAD ou exportar os resultados para que possam ser pós-processados com outra aplicação.

A bancada FEM pode ser usada no Linux, Windows e Mac OSX. Como o ambiente de trabalho usa solucionadores externos, a quantidade de configuração manual dependerá do sistema operacional que você está usando. Veja Instalação da FEM para instruções sobre como configurar as ferramentas externas.



Menu: Modelo

 * [[Image:FEM_Analysis.svg|32px]] Contêiner de análise: Cria um novo contêiner de análise mecânica. Se um sólido é selecionado na árvore de visualização antes de clicar nele, a janela de malha vai ser aberta em seguida.

Materiais

 * [[Image:FEM_MaterialSolid.svg|32px]] Material para sólidos: Permite você selecionar um material a partir do banco de dados.


 * [[Image:FEM_MaterialFluid.svg|32px]] Material para fluidos: Permite você selecionar um material a partir do banco de dados.


 * [[Image:FEM_MaterialMechanicalNonlinear.svg|32px]] Material mecânico não linear: Permite você selecionar um material a partir do banco de dados.


 * [[Image:FEM_MaterialReinforced.svg|32px]] Material reforçado: Permite selecionar materiais reforçados constituídos por uma matriz e um reforço da base de dados.


 * [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] Editor de materiais:: Permite que você abra o editor de materiais para editar materiais.

Geometria do Elemento

 * [[Image:FEM_ElementGeometry1D.svg|32px]] Seção transversal da viga


 * [[Image:FEM_ElementRotation1D.svg|32px]] Rotação de viga


 * [[Image:FEM_ElementGeometry2D.svg|32px]] Espessura da casca de placa


 * [[Image:FEM_ElementFluid1D.svg|32px]] Seção do fluido para fluxo 1D

Restrições Eletrostáticas

 * [[Image:FEM_ConstraintElectrostaticPotential.svg|32px]] Restrição de potencial eletrostático

Restrições do Fluido

 * [[Image:FEM_ConstraintInitialFlowVelocity.svg|32px]] Restrição de velocidade inicial do fluxo:


 * [[Image:FEM_ConstraintFlowVelocity.svg|32px]] Restrição da velocidade de fluxo

Geometrical Constraints

 * [[Image:FEM_ConstraintPlaneRotation.svg|32px]] Restrição rotação plana: Usada para definir uma restrição de rotação plana em uma face plana.


 * [[Image:FEM_ConstraintSectionPrint.svg|32px]] Impressão da seção de restrição:


 * [[Image:Fem-constraint-transform.svg|32px]] Restrição de transformar: Usado para definir uma restrição de transformação em um rosto.

Restrições Mecânicas

 * [[Image:FEM_ConstraintFixed.svg|32px]] Restrição fixa: Usada para definir uma restrição fixa em um ponto, aresta ou face.


 * [[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|32px]] Restrição de deslocamento: Usada para definir uma restrição de deslocamento em ponto, aresta ou face.


 * [[Image:FEM_ConstraintContact.svg|32px]] Restrição de contato: Usada para definir uma restrição de contato entre duas faces.


 * [[Image:FEM_ConstraintTie.svg|32px]] Restrições de amarração:


 * [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|32px]] Restrição de força: Usada para definir uma força em Newtons [N] aplicada uniformemente a uma face selecionável em uma direção definida.


 * [[Image:FEM_ConstraintPressure.svg|32px]] Restrição de pressão: Usada para definir uma restrição de pressão.


 * [[Image:FEM_ConstraintSelfWeight.svg|32px]] Restrição de peso próprio: Usada para definir uma aceleração da gravidade agindo sobre um modelo.

Restrições Térmicas

 * [[Image:FEM_ConstraintInitialTemperature.svg|32px]] Restrição de temperatura inicial: Usada para definir a temperatura inicial de um corpo.


 * [[Image:FEM_ConstraintHeatflux.svg|32px]] Restrição de fluxo de calor: Usada para definir uma restrição de fluxo de calor em uma face.


 * [[Image:FEM_ConstraintTemperature.svg|32px]] Restrição de temperatura: Usada para definir uma restrição de temperatura em um ponto, aresta ou face.


 * [[Image:FEM_ConstraintBodyHeatSource.svg|32px]] Restrição de fonte de corpo quente

Constraints without solver

 * [[Image:Fem-constraint-fluid-boundary.svg|32px]] Restrição de fronteira de fluido


 * [[Image:FEM_ConstraintBearing.svg|32px]] Restrição de rolamento: Usada para definir uma restrição de rolamento.


 * [[Image:FEM_ConstraintGear.svg|32px]] Restrição de engrenagem: Usada para definir uma restrição de engrenagem.


 * [[Image:FEM_ConstraintPulley.svg|32px]] Restrição de polia: Usada para definir uma restrição de polia.

Overwrite Constants

 * [[Image:FEM_ConstantVacuumPermittivity.svg|32px]] Permissividade de vácuo constante:

Menu: Malhas

 * [[Image:FEM_MeshNetgenFromShape.svg|32px]] Malha FEM da forma pelo Netgen


 * [[Image:FEM_MeshGmshFromShape.svg|32px]] Malha FEM da forma pelo GMSH


 * [[Image:FEM_MeshBoundaryLayer.svg|32px]] Camada limite de malha FEM: Cria malhas anisotrópicas para cálculos precisos perto dos limites.


 * [[Image:FEM_MeshRegion.svg|32px]] Região de malha FEM: Cria uma(s) área(s) localizada(s) para malha(s) que otimiza(m) altamente o tempo de análise.


 * [[Image:FEM_MeshGroup.svg|32px]] Grupo de malha FEM: Agrupa e etiqueta elementos de uma malha (vértice, borda, superfície) juntos, úteis para exportar a malha para solvers externos.


 * [[Image:FEM_CreateNodesSet.svg|32px]] Conjunto de nós: Cria/define um conjunto de nós a partir da malha FEM.


 * [[Image:FEM_FemMesh2Mesh.svg|32px]] Malha FEM para Mesh: Converte a superfície de uma malha FEM para uma malha de Mesh.

Menu: Solucionador

 * [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] Solucionador Calculix CCX: Cria um novo solucionador para esta análise. Na maioria dos casos, o solucionador é criado junto com a análise.


 * [[Image:FEM_SolverCalculiX.svg|32px]] Solucionador CalculiX(experimental)


 * [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solucionador Elmer: Cria o controlador solver para Elmer. Ele é independente de outros objetos solucionadores.


 * [[Image:FEM_SolverZ88.svg|32px]] Solucionador Z88


 * [[Image:FEM_EquationElasticity.svg|32px]] Equação de elasticidade


 * [[Image:FEM_EquationElectricforce.svg|32px]] Equação da força elétrica:


 * [[Image:FEM_EquationElectrostatic.svg|32px]] Equação eletrostática


 * [[Image:FEM_EquationFlow.svg|32px]] Equação de fluxo


 * [[Image:FEM_EquationFlux.svg|32px]] Equação de solucionador de fluxo


 * [[Image:FEM_EquationHeat.svg|32px]] Equação de calor

o menu para ajustar e iniciar o solucionador selecionado.
 * [[Image:FEM_SolverControl.svg|32px]] Solucionador do controle de trabalho: Abre


 * [[Image:FEM_SolverRun.svg|32px]] Executar solucionador de cálculo: Executa o solucionador selecionado das análises ativas.

Menu: Resultados

 * [[Image:FEM_ResultsPurge.svg|32px]] Limpar resultados: Deleta os resultados das análises ativas.


 * [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px]] Mostrar resultado: Usado para exibir o resultado de uma análise.


 * [[Image:FEM_PostApplyChanges.svg|32px]] Postar mudanças aplicadas


 * [[Image:FEM_PostPipelineFromResult.svg|32px]] Postar pipeline do resultado


 * [[Image:FEM_PostFilterWarp.svg|32px]] Filtro de dobra


 * [[Image:FEM_PostFilterClipScalar.svg|32px]] Filtro de clipe escalar


 * [[Image:FEM_PostFilterCutFunction.svg|32px]] Criar filtro de corte


 * [[Image:FEM_PostFilterClipRegion.svg|32px]] Filtro de clipes de região


 * [[Image:FEM_PostFilterDataAlongLine.svg|32px]] Filtro de clipes de linha


 * [[Image:FEM_PostFilterLinearizedStresses.svg|32px]] Gráfico de linearização de tensão


 * [[Image:fem-post-filter-data-at-point.png|32px]] Postar criar dados para o filtro de ponto


 * [[Image:Fem CompPostCreateFunctions.png|48px]] Postar criar funções:
 * [[Image:Fem-sphere.svg|32px]]
 * [[Image:Fem-plane.svg|32px]]

Menu: Utilities

 * [[Image:FEM_ClippingPlaneAdd.svg|32px]] Clipping plane on face:


 * [[Image:FEM_ClippingPlaneRemoveAll.svg|32px]] Remove all clipping planes:


 * [[Image:FEM_Examples.svg|32px]] Open FEM examples: Open the GUI to access FEM examples.

Context Menu

 * [[Image:FEM_MeshClear.svg|32px]] Clear FEM mesh: Deletes the mesh file from the FreeCAD file. Useful to make a FreeCAD file lighter.


 * [[Image:FEM_MeshDisplayInfo.svg|32px]] Display FEM mesh info:

Preferências

 * [[Image:Std_DlgPreferences.svg|32px]] Preferences...: Preferences available in FEM Tools.

Information
The following pages explain different topics of the FEM Workbench.

FEM Install: a detailed description on how to set up the external programs used in the workbench.

FEM Mesh: further information on obtaining a mesh for finite element analysis.

FEM Solver: further information on the different solvers available in the workbench, and those that could be used in the future.

FEM CalculiX: further information on CalculiX, the default solver used in the workbench for structural analysis.

FEM Concrete: interesting information on the topic of simulating concrete structures.

FEM Project: further information on the unit system, limitations, and the development ideas and roadmap of the workbench.

Tutorials
Tutorial 1: FEM CalculiX Cantilever 3D; basic simply supported beam analysis.

Tutorial 2: FEM Tutorial; simple tension analysis of a structure.

Tutorial 3: FEM Tutorial Python; set up the cantilever example entirely through scripting in Python, including the mesh.

Tutorial 4: FEM Shear of a Composite Block; see the deformation of a block that is comprised of two materials.

Tutorial 5: Transient FEM analysis

Tutorial 6: Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview

Tutorial 7: FEM Example Capacitance Two Balls; Elmer's GUI tutorial 6 "Electrostatics Capacitance Two Balls" using FEM Examples.

Coupled thermal mechanical analysis tutorials by openSIM

Video tutorial 1: FEM video for beginner (including YouTube link)

Video tutorial 2: FEM video for beginner (including YouTube link)

Many video tutorials: anisim Open Source Engineering Software (in German)

Extending the FEM Workbench
The FEM Workbench is under constant development. An objective of the project is to find ways to easily interact with various FEM solvers, so that the end user can streamline the process of creating, meshing, simulating, and optimizing an engineering design problem, all within FreeCAD.

The following information is aimed at power users and developers who want to extend the FEM Workbench in different ways. Familiarity with C++ and Python is expected, and also some knowledge of the "document object" system used in FreeCAD is necessary; this information is available in the Power users hub and the Developer hub. Please notice that since FreeCAD is under active development, some articles may be too old, and thus obsolete. The most up to date information is discussed in the FreeCAD forums, in the Development section. For FEM discussions, advice or assistance in extending the workbench, the reader should refer to the FEM subforum.

The following articles explain how the workbench can be extended, for example, by adding new types of boundary conditions (constraints), or equations.
 * Extend FEM Module
 * Add FEM Constraint Tutorial
 * Add FEM Equation Tutorial

A developer's guide has been written to help power users in understanding the complex FreeCAD codebase and the interactions between the core elements and the individual workbenches. The book is hosted at github so multiple users can contribute to it and keep it updated.
 * Early preview of ebook: Module developer' guide to FreeCAD source (forum thread)
 * FreeCAD Mod Dev Guide (github repository)

Extending the FEM Workbench documentation

 * More information regarding extending or missing FEM documentation can be found in the forum: FEM documentation missing on the Wiki