FEM tutorial/de

Einleitung
Dieses Tutorium soll dem Leser den grundlegenden Arbeitsablauf des Arbeitsbereichs FEM sowie die meisten Werkzeuge vorstellen, die zur Durchführung einer statischen Analyse zur Verfügung stehen.



Voraussetzungen

 * FreeCAD Version 0.17 oder höher.
 * Netgen und GMSH sind auf dem System installiert (in der FreeCAD-Installation enthalten).
 * Calculix ist auf dem System installiert (in der FreeCAD-Installation enthalten).
 * Der Leser verfügt über Grundkenntnisse zur Verwendung der Arbeitsbereiche Part und PartDesign.

Modellieren
In diesem Beispiel wird ein Würfel als Studienobjekt verwendet, aber stattdessen können auch Modelle verwendet werden, die in den Arbeitsbereichen Part oder PartDesign erstellt wurden.


 * 1) Ein neues Dokument erstellen (die Schaltfläche [[Image:Std_New.svg|24px|link=Std_New/de]] drücken).
 * 2) Den Arbeitsbereich [[Image:Workbench_Part.svg|24px|link=Part_Workbench/de]] Part aktivieren.
 * 3) Einen Würfel erstellen.
 * 4) Seine Abmessungen wie folgt ändern:
 * 5) Länge: 8.000 m.
 * 6) Breite: 1.000 m.
 * 7) Höhe:  1.000 m.

Wir haben nun ein Modell, mit dem wir arbeiten können.

Analyse erstellen

 * 1) Den Arbeitsbereich [[Image:Workbench_FEM.svg|24px|link=FEM_Workbench/de]] FEM aktivieren.
 * 2) Den Menüeintrag  auswählen.

Randbedingungen und Kräfte

 * 1) Das Netz in der Baumansicht ausblenden.
 * 2) Das Originalmodell anzeigen.
 * 3) [[Image:FEM_ConstraintFixed.svg|24px|link=FEM_ConstraintFixed/de]] Randbedingung Festsetzen auswählen.
 * 4) Auf die Schaltfläche  klicken, die Rückseite des Würfelobjekts (die Fläche auf der YZ-Ebene) auswählen und  drücken.
 * 5) [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|24px|link=FEM_ConstraintForce/de]] Randbedingung Krafteinwirkung auswählen.
 * 6) Auf die Schaltfläche  klicken, die Vorderseite des Würfelobjekts (die zur Rückseite parallel liegende Fläche) und den Wert für Load [N] (Flächenlast [N]) auf 9000000 setzen.
 * 7) Direction (Richtung) auf -Z setzen durch Auswahl einer der Flächenkanten, die parallel zu dieser Richtung liegen.
 * 8) Auf  klicken.

Wir haben jetzt die Lagerstellen und Kräfte für unsere statische Studie festgelegt.

Material

 * 1) [[Image:FEM_MaterialSolid.svg|24px]] Material für Feststoffe auswählen und Calculix-Steel als Material auswählen.
 * 2) Auf  klicken.

Netzerstellung
Es wird empfohlen, das Erstellen eines Netzes als letzten Schritt der Analysevorbereitung auszuführen, da dies im Zusammenhang mit einer Geometrie in FreeCAD steht. Abhängig von der FreeCAD-Installation, können Die Vernetzugswerkzeuge Netgen oder GMSH vorhanden sein; beide können verwendet werden.

Netgen

 * 1) Model auswählen.
 * 2) [[Image:FEM_MeshNetgenFromShape.svg|24px]] FEM mesh from shape by Netgen: Erstellt mit Hlfe von Netge ein Finite-Elemente-Netz eines Modells.
 * 3) Im Vernetzungsdialog klickt man auf  und anschließend auf.

Man kann auch ein Netz auf eine mechanische Anylyse ziehen und ablegen, die noch kein Netz in der Baumansicht enthält.

GMSH

 * 1) Model auswählen.
 * 2) [[Image:FEM_MeshGmshFromShape.svg|24px]] FEMGmsh from shape by Gmsh: Erstellt mit Hlfe von Gmsh ein Finite-Elemente-Netz eines Modells.
 * 3) Im Vernetzungsdialog klickt man auf  und anschließend auf.

Wir haben unser Objekt nun vernetzt und sind bereit, Randbedingungen und Kräfte hinzuzufügen.

Standardablauf

 * 1) Das imAnalyse-Container enthaltene Löser-Objekt [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|24px]] auswählen.
 * 2) Den Menüeintrag [[Image:FEM_SolverControl.svg|24px]] Solver job control auswählen.
 * 3) .inp Datei schreiben auswählen.
 * 4) CalculiX ausführen auswählen.
 * 5) Die Schaltfläche  drücken.

Schneller Ablauf

 * 1) Das Löserobjekt [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|24px]] auswählen, das sich im Analysis-Container befindet.
 * 2) Auf [[Image:FEM_SolverRun.svg|24px]] Run solver calculations klicken.

Ergebnisse analysieren

 * 1) Das CCX_Results-Objekt im Objektbaum auswählen.
 * 2) [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px|link=FEM_ResultShow/de]] Ergebnis anzeigen auswählen.
 * 3) Einen der verschiedenen Ergebnistypen auswählen, um die Ergebnisse anzuzeigen.
 * 4) Der Schieberegler am unteren Rand kann verwendet werden, um die Darstellung des Netzes zu ändern. Auf diese Weise können wir die Verformung, die das Objekt erfährt, visualisieren, wobei zu beachten ist, dass es sich hierbei um eine Annäherung handelt.
 * 5) Um die Ergebnisse zu entfernen, wähle  [[Image:FEM_ResultsPurge.svg|24px|link=FEM_ResultsPurge]] Purge results

Wir sind nun mit dem grundlegenden Arbeitsablauf für den Arbeitsbereich FEM fertig.