FEM CalculiX Cantilever 3D/it

Introduzione
Questo esempio ha lo scopo di mostrare come appare una semplice analisi degli elementi finiti (FEA) e in che modo i risultati possono essere visualizzati nel modulo FEM di FreeCAD. Viene mostrato come attivare una FEA e come modificare il valore e la direzione del carico. Inoltre, poiché il file di esempio è fornito con tutte le installazioni di FreeCAD, è facile verificare se il modulo FEM è impostato correttamente.



Requisiti

 * Una versione di FreeCAD compatibile con quella utilizzata per il tutorial.
 * La versione installata può essere verificata nel menu.
 * Per caricare il file di esempio non è necessario nessun altro software esterno, e neppure per visualizzare la mesh o la geometria, o per visualizzare i risultati.
 * Per poter rieseguire l'analisi FEA è necessario che il software risolutore Calculix sia installato. Probabilmente il risolutore è già stato installato con FreeCAD. Se non è installato vedere la pagina Installare FEM.

Caricare l'ambiente Start

 * Avviare FreeCAD
 * L'ambiente Start dovrebbe essere caricato

Caricare il file di esempio

 * Andare ai progetti di esempio e fare clic su "Carica un esempio di analisi FEM"
 * Se con le operazioni successive succede di rovinare o eliminare alcune geometrie, vincoli, o risultati, basta ripetere semplicemente i passaggi precedenti.



Attivare il contenitore delle analisi

 * Per lavorare con una analisi, prima si deve attivarla.
 * Nella vista ad albero fare clic destro su [[Image:Fem_Analysis.png|32px]] Analisi meccanica → Attiva analisi



Il contenitore Analisi e suoi oggetti

 * Se viene attivata l'analisi FreeCAD cambia l'ambiente corrente in FEM.
 * Per eseguire un'analisi meccanica statica sono necessari almeno 5 oggetti.
 * [[Image:Fem_Analysis.png|32px]] contenitore dell'analisi
 * 1) [[Image:FEM_Solver.png|32px]] un solutore
 * 2) [[Image:FEM_Material.png|32px]] un materiale
 * 3) [[Image:Fem_ConstraintFixed.png|32px]] un vincolo fissaggio
 * 4) [[Image:Fem_ConstraintForce.png|32px]] un vincolo forza
 * 5) [[Image:FEM_Create.png|32px]] un oggetto mesh FEM
 * In questo esempio sono inclusi anche i risultati quindi c'è un sesto oggetto, cioè i risultati [[Image:FEM ShowResult.png|16px]].

Visualizzare i risultati

 * Assicurarsi che l'analisi sia attivata.
 * Assicurarsi che l'analisi contenga ancora l'oggetto risultato, altrimenti basta ricaricare il file di esempio.
 * Nella barra degli strumenti fare clic sull'icona [[Image:FEM ShowResult.png|16px]] Mostra risultati
 * Nella scheda Azioni scegliere z-Displacement. Mostra -88.443 mm nella direzione z negativo.
 * Questo ha senso dal momento che anche la forza è in direzione Z negativo.
 * Attivare la casella di controllo "Mostra", a fianco del cursore in basso per visualizzare lo spostamento.
 * Il cursore può essere utilizzato per modificare la mesh e visualizzare la deformazione in modo semplificato.
 * Scegliere tra i diversi tipi di risultati per vedere nella GUI tutti i tipi di risultati disponibili.



Eliminare i risultati

 * Assicurarsi che l'analisi sia attivata.
 * Per rimuovere i risultati selezionare nella barra l'icona [[Image:FEM_PurgeResults.png|32px]] Elimina risultati

Eseguire la FEA

 * Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto solver [[Image:FEM_Solver.png|32px]].
 * Nella finestra Azioni dell'oggetto risolutore accertarsi che sia selezionata l'analisi statica.
 * Nella stessa scheda, cliccare su "Scrivi il file .inp". Attendere che nella finestra del rapporto compaia la scritta "write completed".
 * Cliccare su . Poiché questa è una breve analisi dovrebbe essere eseguita in meno di un secondo.
 * Nella finestra di testo dovrebbe essere stampato a caratteri verdi "CalculiX done!" e nella riga successiva "loading result sets ..."
 * Se non ci sono dei messaggi di errore si è conclusa la prima FEA in FreeCAD.
 * Cliccare su nella scheda Azioni.
 * Questo dovrebbe aver creato un nuovo oggetto risultato. Abbiamo già visto come visualizzare i risultati.
 * Se si riceve un messaggio di errore "no solver binary" o simile quando si avvia l'analisi consultare la pagina FEM Install.



Eseguire velocemente la FEA

 * Nella vista ad albero selezionare l'oggetto risolutore [[Image:FEM_Solver.png|32px]] dell'analisi [[Image:FEM_Analysis.png|32px]].
 * Nella barra degli strumenti cliccare sull'icona  [[Image:FEM_RunCalculiXccx.png|32px]] Analisi rapida.
 * Viene scritto il file Calculix di input, viene attivato Calculix e viene creato l'oggetto risultato.

Modificare la Direzione e il Valore del carico

 * Nella vista ad albero selezionare l'oggetto mesh FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]] e premere il tasto spazio.
 * Risultato: L'oggetto mesh FEM viene nascosto, e rimane visibile solo il modello geometrico.
 * Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto "Vincolo forza" per aprire la sua finestra Azioni.
 * Nella finestra Azioni cambiare il valore del carico 500000000 N = 500 MN (nella finestra Azioni l'unità di misura della forza deve essere in N)
 * Cliccare sul pulsante.
 * Sul modello geometrico Cliccare su uno dei bordi lunghi in direzione x.
 * Risultato: Le frecce rosse della forza cambiano direzione e si orientano in direzione x. Esse mostrano la direzione fissata.
 * Dato che la tensione deve essere applicata nel verso opposto bisogna attivare il controllo "Reverse direction".
 * Le frecce rosse della forza cambiano il loro verso.
 * Fare clic su nella finestra delle Azioni.
 * Attivare la visibilità della mesh FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]] selezionandola nella vista ad albero e premendo il tasto spazio.
 * Abbiamo già visto come attivare un'analisi e come visualizzare i risultati.
 * La deformazione in direzione x dovrebbe essere di 19.05 mm.



Cos'altro ?

 * Il flusso di lavoro di base per l'ambiente FEM è finito.
 * Ora si è pronti per eseguire il secondo Tutorial di FEM.
 * Creeremo da soli un Calculix di una trave a sbalzo e confronteremo i risultati con la teoria delle travi.