FEM Workbench/pl

Wprowadzenie
Środowisko pracy MES zapewnia nowoczesną analizę metodą elementów skończonych (FEA) dla FreeCAD. Głównie oznacza to, że wszystkie narzędzia do wykonania analizy są połączone w jeden graficzny interfejs użytkownika (GUI).



Przepływ pracy
Kroki przeprowadzania analizy metodą elementów skończonych:
 * 1) Preprocessing: ustawienie zagadnienia analizy.
 * 2) Modelowanie geometrii: tworzenie geometrii za pomocą programu FreeCAD lub importowanie jej z innej aplikacji.
 * 3) Tworzenie analizy.
 * 4) Dodawanie do modelu geometrycznego uwarunkowań symulacyjnych, takich jak obciążenia i podpory stałe.
 * 5) Dodawanie materiałów do części poza modelem geometrycznym.
 * 6) Tworzenie siatki elementów skończonych dla modelu geometrycznego lub importowanie jej z innej aplikacji.
 * 7) Rozwiązywanie: uruchamianie zewnętrznego solwera z poziomu FreeCAD.
 * 8) Postprocessing: wizualizacja wyników analizy z poziomu FreeCAD lub eksportowanie wyników, aby można je było przetworzyć w innej aplikacji.

Środowisko pracy MES może być używane w systemach Linux, Windows i Mac OSX. Ponieważ korzysta z zewnętrznych solverów, zakres ręcznej konfiguracji zależy od systemu operacyjnego, z którego korzystasz. Instrukcje dotyczące konfiguracji zewnętrznych narzędzi znajdują się na stronie Instalacja środowiska MES.





Menu: Model

 * [[Image:FEM_Analysis.svg|32px]] Analiza MES: Tworzy nowy kontener dla analizy mechanicznej. Jeśli przed kliknięciem w oknie Widoku drzewa zostanie wybrana bryła, to następnie zostanie otwarte okno dialogowe generatora siatek.

Materiał

 * [[Image:FEM_MaterialSolid.svg|32px]] Materiał dla bryły: Pozwala wybrać materiał dla bryły z bazy danych.


 * [[Image:FEM_MaterialFluid.svg|32px]] Materiał dla płynu: Umożliwia wybór materiału dla płynu z bazy danych.


 * [[Image:FEM_MaterialMechanicalNonlinear.svg|32px]] Nieliniowy materiał mechaniczny: Umożliwia dodanie nieliniowego modelu materiału mechanicznego.


 * [[Image:FEM_MaterialReinforced.svg|32px]] Materiał zbrojony (beton): Pozwala wybrać z bazy danych materiały zbrojone składające się z osnowy i zbrojenia.


 * [[Image:FEM_MaterialEditor.svg|32px]] Edytor materiału: Pozwala otworzyć edytor materiałów, aby edytować materiały.



Geometria elementu

 * [[Image:FEM_ElementGeometry1D.svg|32px]] Przekrój poprzeczny belki: Służy do definiowania przekrojów poprzecznych dla elementów belkowych.


 * [[Image:FEM_ElementRotation1D.svg|32px]] Obrót belki: Służy do obracania przekrojów poprzecznych elementów belkowych.


 * [[Image:FEM_ElementGeometry2D.svg|32px]] Grubość powłoki: Służy do określenia grubości powłoki elementu.


 * [[Image:FEM_ElementFluid1D.svg|32px]] Przekrój dla przepływu 1D: Służy do tworzenia elementu przekroju cieczy dla instalacji pneumatycznych i hydraulicznych.

Electromagnetic boundary conditions

 * [[Image:FEM_ConstraintElectrostaticPotential.svg|32px]] Warunek brzegowy potencjału elektrostatycznego: Służy do definiowania potencjału elektrostatycznego.


 * [[Image:FEM_ConstraintCurrentDensity.svg|32px]] Warunek brzegowy gęstości prądu: Służy do określenia gęstości prądu.


 * [[Image:FEM_ConstraintMagnetization.svg|32px]] Warunek brzegowy magnetyzacji: Służy do określenia magnetyzacji.



Warunki brzegowe płynu

 * [[Image:FEM_ConstraintInitialFlowVelocity.svg|32px]] Warunek początkowy prędkości przepływu: Służy do określenia początkowej prędkości przepływu dla ciała (objętości).


 * [[Image:FEM_ConstraintInitialPressure.svg|32px]] Warunek początkowy ciśnienia: Służy do określenia ciśnienia początkowego dla danego ciała (objętości).


 * [[Image:FEM_ConstraintFlowVelocity.svg|32px]] Warunek brzegowy prędkości przepływu: Służy do określenia prędkości przepływu jako warunku brzegowego na krawędzi (2D) lub ścianie (3D).



Funkcje analizy geometrycznej

 * [[Image:FEM_ConstraintPlaneRotation.svg|32px]] Wiązanie MPC typu płaszczyzna: Służy do definiowania wiązania utrzymującego węzły na płaskiej powierzchni w tej samej płaszczyźnie.


 * [[Image:FEM_ConstraintSectionPrint.svg|32px]] Funkcja zapisu wyników z przekroju: Służy do drukowania predefiniowanych zmiennych wyjściowych ścian (sił i momentów) do pliku danych.


 * [[Image:FEM_ConstraintTransform.svg|32px]] Lokalny układ współrzędnych: Służy do zdefiniowania wiązania przekształcenia na ścianie.



Mechaniczne warunki brzegowe i obciążenia

 * [[Image:FEM_ConstraintFixed.svg|32px]] Warunek brzegowy utwierdzenia: Służy do definiowania stałego wiązania punktu / krawędzi / powierzchni.


 * [[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|32px]] Warunek brzegowy przemieszczenia: Służy do definiowania przemieszczeń punktów / krawędzi / powierzchni.


 * [[Image:FEM_ConstraintContact.svg|32px]] Kontakt: Służy do definiowania kontaktu między 2 powierzchniami.


 * [[Image:FEM_ConstraintTie.svg|32px]] Wiązanie tie: Służy do definiowania wiązania tie ("kontakt wiązany") między 2 powierzchniami.


 * [[Image:FEM_ConstraintSpring.svg|32px]] Sprężyna: Służy do definiowania sprężyny.


 * [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|32px]] Obciążenie siłą: Służy do definiowania siły w [N] rozłożonej równomiernie na wybranych ścianach w określonym kierunku.


 * [[Image:FEM_ConstraintPressure.svg|32px]] Obciążenie ciśnieniem: Służy do definiowania obciążenia powierzchni ciśnieniem.


 * [[Image:FEM_ConstraintCentrif.svg|32px]] Obciążenie siłą odśrodkową: Służy do definiowania obciążenia ciała siłą odśrodkową.


 * [[Image:FEM_ConstraintSelfWeight.svg|32px]] Obciążenie grawitacją: Służy do definiowania przyspieszenia grawitacyjnego działającego na model.



Termiczne warunki brzegowe i obciążenia

 * [[Image:FEM_ConstraintInitialTemperature.svg|32px]] Temperatura początkowa: Służy do definiowania początkowej temperatury ciała.


 * [[Image:FEM_ConstraintHeatflux.svg|32px]] Obciążenie strumieniem ciepła: Służy do definiowania obciążenia powierzchni strumieniem ciepła.


 * [[Image:FEM_ConstraintTemperature.svg|32px]] Warunek brzegowy temperatury: Służy do definiowania warunku brzegowego temperatury dla punktu / krawędzi / ściany.


 * [[Image:FEM_ConstraintBodyHeatSource.svg|32px]] Objętościowe źródło ciepła: Służy do definiowania ciepła generowanego w ciele.



Nadpisywanie wiązań

 * [[Image:FEM_ConstantVacuumPermittivity.svg|32px]] Zdefiniuj przenikalność elektryczną próżni: Służy do nadpisywania przenikalności elektrycznej próżni dowolną wartością.



Menu: Siatka

 * [[Image:FEM_MeshNetgenFromShape.svg|32px]] Siatka MES z kształtu przy pomocy generatora Netgen: Generuje siatkę MES dla modelu przy pomocy generatora Netgen.


 * [[Image:FEM_MeshGmshFromShape.svg|32px]] Siatka MES z kształtu przy pomocy generatora Gmsh: Tworzy siatkę MES dla modelu przy pomocy generatora Gmsh.


 * [[Image:FEM_MeshBoundaryLayer.svg|32px]] Warstwa graniczna siatki: Tworzy anizotropowe siatki dla dokładnych obliczeń przy brzegach.


 * [[Image:FEM_MeshRegion.svg|32px]] Obszar siatki: Tworzy zlokalizowane obszary do generowania siatki, aby zoptymalizować czas obliczeń.


 * [[Image:FEM_MeshGroup.svg|32px]] Grupa siatki: Grupuje i oznacza elementy siatki (wierzchołek, krawędź, powierzchnia) razem - przydatne do eksportowania siatki do zewnętrznych solverów.


 * [[Image:FEM_CreateNodesSet.svg|32px]] Utwórz zestaw węzłów: Tworzy zestaw węzłów z siatki MES.


 * [[Image:FEM_FemMesh2Mesh.svg|32px]] Siatka MES na obiekt środowiska Siatka: Przekształca powierzchnię siatki MES na obiekt środowiska Siatka.



Menu: Rozwiąż

 * [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] Narzędzia CalculiX: Tworzy kontroler solvera dla CalculiX.


 * [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solver Elmer: Tworzy kontroler solvera dla Elmer.


 * [[Image:FEM_SolverMystran.svg|32px]] Solver Mystran: Tworzy kontroler solvera dla Mystran.


 * [[Image:FEM_SolverZ88.svg|32px]] Solver Z88: Tworzy kontroler solvera dla Z88.

Mechanical equations

 * [[Image:FEM_EquationElasticity.svg|32px]] Równanie elastyczności: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do liniowych analiz mechanicznych.


 * [[Image:FEM_EquationDeformation.svg|32px]] Równanie deformacji: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do nieliniowych analiz mechanicznych.

Electromagnetic equations

 * [[Image:FEM_EquationElectrostatic.svg|32px]] Równanie elektrostatyczne: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do analiz elektrostatycznych.


 * [[Image:FEM_EquationElectricforce.svg|32px]] Równanie siły elektrostatycznej: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do obliczania sił elektrycznych na powierzchni.


 * [[Image:FEM_EquationMagnetodynamic.svg|32px]] Równanie magnetodynamiczne: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do analiz magnetodynamicznych.


 * [[Image:FEM_EquationMagnetodynamic2D.svg|32px]] Równanie magnetodynamiczne 2D: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do analiz magnetodynamicznych 2D.


 * [[Image:FEM_EquationFlow.svg|32px]] Równanie przepływu: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do analiz przepływów.


 * [[Image:FEM_EquationFlux.svg|32px]] Równanie strumienia: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do analiz strumieni.


 * [[Image:FEM_EquationHeat.svg|32px]] Równanie ciepła: Równanie dla [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solvera Elmer do analiz przepływu ciepła.


 * [[Image:FEM_SolverControl.svg|32px]] Kontrola pracy solvera: Otwiera menu do ustawiania i uruchamiania wybranego solvera.


 * [[Image:FEM_SolverRun.svg|32px]] Uruchom solver: Uruchamia wybrany solver w aktywnej analizie.



Menu: Wyniki

 * [[Image:FEM_ResultsPurge.svg|32px]] Usuń wyniki: Kasuje wyniki aktywnej analizy.


 * [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px]] Pokaż wynik: Służy do wyświetlania wyniku analizy. To okno dialogowe nie jest dostępne dla Solvera Elmer, ponieważ ten solver wizualizuje tylko przy użyciu obiektu Prezentacja graficzna wyników.


 * [[Image:FEM_PostApplyChanges.svg|32px]] Zastosuj zmiany: Przełącza, czy zmiany w potokach i filtrach są stosowane natychmiast.


 * [[Image:FEM_PostPipelineFromResult.svg|32px]] Prezentacja graficzna wyników: Służy do dodania nowej graficznej reprezentacji wyników analizy MES (skala kolorów i więcej opcji wyświetlania).


 * [[Image:FEM_PostFilterWarp.svg|32px]] Filtr wizualizacji deformacji: Służy do wizualizacji skalowanego zdeformowanego kształtu modelu.


 * [[Image:FEM_PostFilterClipScalar.svg|32px]] Skalarny filtr obcinający: Służy do przycinania pola wybraną wartością skalarną.


 * [[Image:FEM_PostFilterCutFunction.svg|32px]] Filtr funkcji odcięcia: Służy do wyświetlania wyników na kuli lub płaszczyźnie przecinającej model.


 * [[Image:FEM_PostFilterClipRegion.svg|32px]] Filtr odcięcia obszaru: Służy do przycinania pola kulą lub płaszczyzną przechodzącą przez model.


 * [[Image:FEM_PostFilterContours.svg|32px]] Kontur filtra: Służy do wyświetlania izolinii (w 2D) i izokonturów


 * [[Image:FEM_PostFilterDataAlongLine.svg|32px]] Filtr danych wzdłuż linii: Służy do wyświetlania wartości pola wzdłuż wskazanej linii.


 * [[Image:FEM_PostFilterLinearizedStresses.svg|32px]] Wykres liniowości naprężeń: Tworzy wykres linearyzacji naprężeń.


 * [[Image:FEM_PostFilterDataAtPoint.svg|32px]] Filtr obcinania danych w punkcie: Służy do wyświetlania wartości wybranego pola we wskazanym punkcie.

Filter functions

 * [[Image:FEM_PostCreateFunctionPlane.svg|32px]] Utwórz płaszczyznę funkcji: Przecina siatkę wynikową płaszczyzną.


 * [[Image:FEM_PostCreateFunctionSphere.svg|32px]] Zdefiniuj sferę funkcji: Przecina siatkę wynikową kulą.


 * [[Image:FEM_PostCreateFunctionCylinder.svg|32px]] Zdefiniuj funkcję walca: Przecina siatkę wynikową walcem.


 * [[Image:FEM_PostCreateFunctionBox.svg|32px]] Zdefiniuj funkcję prostopadłościanu: Przecina siatkę wynikową prostopadłościanem.



Menu: Narzędzia

 * [[Image:FEM_ClippingPlaneAdd.svg|32px]] Płaszczyzna cięcia na ścianie: Dodaje płaszczyznę przycinania dla całego widoku modelu.


 * [[Image:FEM_ClippingPlaneRemoveAll.svg|32px]] Usuń wszystkie płaszczyzny cięcia: Usuwa wszystkie istniejące płaszczyzny cięcia.


 * [[Image:FEM_Examples.svg|32px]] Otwórz przykłady: Otwórz GUI, aby uzyskać dostęp do przykładów MES.



Menu podręczne

 * [[Image:FEM_MeshClear.svg|32px]] Wyczyść dane siatki MES: Usuwa plik siatki z pliku FreeCAD. Przydatne, aby uczynić plik FreeCAD lżejszym.


 * [[Image:FEM_MeshDisplayInfo.svg|32px]] Wyświetl informacje o siatce MES: Wyświetla podstawowe statystyki istniejącej siatki - ilość węzłów i elementów każdego typu.

<span id="Obsolete_tools">

Przestarzałe narzędzia

 * [[Image:FEM_ConstraintFluidBoundary.svg|32px]] Zdefiniuj przepływ graniczny: Służy do definiowania warunku brzegowego płynu. Niewspierane przez żaden solver, niedostępne w.


 * [[Image:FEM_ConstraintBearing.svg|32px]] Wiązanie łożyska: Służy do definiowania wiązania łożyska. Niewspierane przez żaden solver, niedostępne w.


 * [[Image:FEM_ConstraintGear.svg|32px]] Wiązanie koła zębatego: Służy do definiowania wiązania koła zębatego. Niewspierane przez żaden solver, niedostępne w.


 * [[Image:FEM_ConstraintPulley.svg|32px]] Constraint pulley: Służy do definiowania wiązania koła pasowego. Niewspierane przez żaden solver, niedostępne w.


 * [[Image:FEM_SolverCalculiX.svg|32px]] Solver CalculiX: To samo co [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] Narzędzia CalculiX z dodatkowymi sprawdzeniami. Narzędzie niedokończone, niedostępne w.

Ustawienia

 * [[Image:Std_DlgPreferences.svg|32px]] Preferencje ...: Ustawienia dostępne dla narzędzi środowiska MES w menu Edycja.

Informacje dodatkowe
Na kolejnych stronach znajdują się objaśnienia poszczególnych tematów związanych z środowiskiem pracy MES.

Instalacja środowiska MES: szczegółowy opis jak skonfigurować zewnętrzne programy używane w środowisku pracy.

MES: Siatka: dalsze informacje na temat uzyskiwania siatki do analizy metodą elementów skończonych.

MES: Solver: dalsze informacje na temat różnych solverów dostępnych w środowisku pracy oraz tych, które mogą być używane w przyszłości.

MES: CalculiX: dalsze informacje na temat CalculiX, domyślnego solvera używanego w środowisku pracy do analizy strukturalnej.

MES: Beton: ciekawe informacje na temat symulacji konstrukcji betonowych.

Poradniki
Poradnik 1: MES CalculiX wspornik 3D, podstawowa analiza belki swobodnie podpartej.

Poradnik 2: Poradnik dla środowiska pracy MES, prosta analiza naprężenia konstrukcji.

Poradnik 3: Skrypty w środowisku MES, skonfiguruj przykład wspornika całkowicie poprzez skrypty w środowisku Python, w tym siatkę.

Poradnik 4: Ścinanie bloku kompozytowego, obserwuj deformację bloku, który składa się z dwóch materiałów.

Poradnik 5: Analiza MES w stanie przejściowym.

Poradnik 6: Post-Processing wyników MES za pomocą Paraview.

Poradnik 7: Przykład pojemność dwóch kul, Elmer's GUI poradnik 6 "Elektrostatyka Pojemność Dwóch Kul" z wykorzystaniem przykładów FEM.

Sprzężona analiza termiczno-mechaniczna poradnik openSIM.

Wideo poradnik 1: FEM wideo dla początkujących (w tym link do YouTube).

Wideo poradnik 2: FEM wideo dla początkujących (w tym link do YouTube).

Wiele poradników w formie wideo: anisim Open Source Engineering Software, (w języku niemieckim).

<span id="Extending_the_FEM_Workbench">

Rozszerzenie środowiska pracy MES
Środowisko pracy MES jest w ciągłym rozwoju. Celem projektu jest znalezienie sposobu na łatwą interakcję z różnymi solverami MES, tak aby użytkownik końcowy mógł usprawnić proces tworzenia, siatkowania, symulacji i optymalizacji problemu projektowego, wszystko w ramach programu FreeCAD.

Poniższe informacje są skierowane do użytkowników i programistów, którzy chcą rozszerzyć środowisko MES na różne sposoby. Oczekiwana jest znajomość C++ i Pythona, a także pewna znajomość systemu "document object" używanego w FreeCAD. Informacje te są dostępne na stronach Centrum Power użytkowników i Centrum programisty. Proszę zauważyć, że ponieważ FreeCAD jest w trakcie aktywnego rozwoju, niektóre artykuły mogą być zbyt stare, a więc przestarzałe. Najbardziej aktualne informacje są omawiane na forum FreeCAD, w sekcji Development. W przypadku dyskusji na temat MES, porad lub pomocy w rozszerzeniu środowiska pracy, czytelnik powinien odnieść się do forum FEM.

Poniższe artykuły wyjaśniają, jak można rozszerzyć środowisko pracy, np. poprzez dodanie nowych typów warunków brzegowych (wiązań), czy równań.
 * Rozszerzenie modułu FEM
 * Wprowadzenie do MES dla programistów próbuje zorientować nowych twórców, w jaki sposób mogą przyczynić się do rozwoju środowiska pracy MES.
 * Dodawanie wiązań w środowisku MES
 * Dodawanie równań w środowisku MES

Przewodnik programisty został napisany, aby pomóc użytkownikom w zrozumieniu złożonej bazy kodowej FreeCAD i interakcji między podstawowymi elementami i poszczególnymi środowiskami pracy. Książka jest umieszczona w serwisie Github, więc wielu użytkowników może ją współtworzyć i aktualizować.
 * Wczesny podgląd ebooka: Przewodnik programisty modułów po źródłach FreeCAD wątek na forum.
 * FreeCAD Mod Dev Guide repozytorium Github.

<span id="Extending_the_FEM_Workbench_documentation">

Rozszerzenie dokumentacji środowiska pracy MES

 * Więcej informacji dotyczących rozszerzenia lub braku dokumentacji dla MES można znaleźć na forum, w temacie: Brak dokumentacji MES na Wiki