FEM Install/de

Einführung
Um die Finite Element Analyse (FEA) innerhalb des durchführen zu können, verwendet FreeCAD zwei externe Programme: eines wird für die Generierung des FEM Netzes verwendet, das andere für die numerische Lösung der eigentlichen Analyse. Du kannst testen, ob dein FreeCAD Installation für die FEA bereit ist, indem du das FEM CalculiX Kragarm 3D Beispiel ausführen, das in jeder Installation von FreeCAD seit v0.17 enthalten ist.



FEM Löser
Der Standard Löser zur Durchführung von Finite Elemente Berechnungen ist CalculiX, ein einfacher Löser zur Analyse von Strukturen. FreeCAD schreibt eine CalculiX Eingabedatei, startet den Löser und liest die Ausgabe, die dann visuell im Ansichtsfenster dargestellt werden kann; das bedeutet, dass das CalculiX Binärdatei eigenständig und unabhängig von FreeCAD ist. In Anbetracht der Tatsache, dass es viele Programme gibt, die ein Netz generieren können, ist es empfehlenswert, den Löser zu installieren und sicherzustellen, dass er zuerst funktioniert.

Wenn der Löser korrekt installiert ist, kannst du den einzelnen Befehl im Terminal ausführen, um eine einfache Antwort zu erhalten:

Wenn der Löser installiert ist, stelle sicher, dass der FEM Arbeitsbereich in der Lage ist, die Binärdatei zu finden; gehe zu. Wenn du den Löser selbst kompiliert hast, deaktiviere die Option, und gib den korrekten Pfad zur Binärdatei an. Für andere Löser, die mit FreeCAD verwendet werden können, siehe FEM Löser.

FEM Netz Generator
Um ein FEM Polygonnetz zu erstellen, verwendet FreeCAD Gmsh als Standard Netzerzeuger. Damit dies funktioniert, sollte Gmsh separat von FreeCAD installiert werden.

Wenn das Programm korrekt installiert ist, kannst du den Befehl im Terminal ausführen, um die grafische Oberfläche des Programms zu starten. Diese Oberfläche wird von FreeCAD nicht verwendet, zeigt aber an, dass das Programm installiert ist.

Wenn der Netzerzeuger installiert ist, stelle sicher, dass der FEM Arbeitsbereich in der Lage ist, die Binärdatei zu finden; gehe zu. Wenn du den Löser selbst kompiliert hast, deaktiviere die Option, und gib den korrekten Pfad zur Binärdatei an. Siehe FEM Polygonetz für verschiedene Möglichkeiten, ein gültiges Netz für die Analyse zu erhalten.

Netgen
In früheren Versionen von FreeCAD war Netgen der Standard Netzerzeuger. Damit es mit dem FEM Arbeitsbereich funktioniert, musste FreeCAD zur Kompilierzeit mit den Netgen Bibliotheken gelinkt werden. Als FreeCAD von OCE 0.17 auf OCCT 7.1 überging, konnte Netgen 4.9.13 nicht mehr gegen diese Version von OCCT gelinkt werden, so dass beschlossen wurde, die Netgen Unterstützung im FEM Arbeitsbereich zu beenden. (die Schaltfläche Netgen wurde entfernt). Nichtsdestotrotz berichteten einige Anwender kurz darauf von Erfolgen beim Patchen von Netgen 5.3.1, so dass es mit OCCT 7.x und FreeCAD funktionierte.

Als historische Referenz siehe die Beiträge:
 * (Ubuntu Daily PPA) Transitioning to OCCT7, VTK7...
 * Ubuntu Daily Builds PPA verwendet jetzt OCC 7.1.0
 * patching Netgen 5.3.1 um mit OCCT 7.1 zu arbeiten
 * Probleme mit gmsh in FEM wb (netgen nostalgy)

Obwohl Netgen nicht aus der FEM Arbeitsbereich heraus verfügbar ist, kann es dennoch allein verwendet werden, um Netze zu erzeugen, die dann importiert werden können.

Wenn das Programm korrekt installiert ist, kannst du den Befehl im Terminal ausführen, um die grafische Oberfläche des Programms zu starten.

Installieren unter Windows
Die auf der Herunterladen Seite verfügbaren FreeCAD Pakete enthalten bereits Netgen und CalculiX, so dass keine zusätzliche Software installiert werden muss. Einige Verweise, wo bessere ausführbare Calculix Dateien als die in FreeCAD enthaltenen zu bekommen sind, können hier unter alternative ccx ausführbare Dateien gefunden werden.

Installation unter Linux
Linux Distributionen haben unterschiedliche Möglichkeiten, Software zu installieren. Viele Distributionen haben Software Repositorien und Paketmanager; Vor dem kompilieren des Quellcodes, schau in deinem Paketmanager nach, , oder , und installiere diese nach den Anweisungen deiner eigenen Distribution.

Ubuntu PPA
Die freecad-stable und freecad-daily persönlichen Paketarchive (PPA) bieten eine aktuellere Version von FreeCAD als in den offiziellen Ubuntu Repositorien verfügbar ist. Diese PPAs enthalten auch die aktuellsten Pakete, und. Siehe Installieren unter Linux für weitere Informationen zum Einrichten der Repositorien.

Wenn ein PPA bereits zu deinem System hinzugefügt wurde, installiere die Pakete wie folgt

Das freecad-community PPA stellt auch die Pakete, und  zum Testen bereit. Wenn sie stabil genug sind, können sie zu den täglichen oder stabilen Repositorien hinzugefügt werden. Die Binärdateien für ccx 2.14 funktionieren unter Debian Stretch, aber nicht unter Debian Buster aufgrund von Abhängigkeitsproblemen.

Der Beitrag Ubuntu Repositorium behandelt die Erstellung der Ubuntu PPA Pakete. Zu der Zeit, als er geschrieben wurde, war CalculiX nicht in den Debian Repositorien enthalten, daher gab es mehrere persönliche Pakete in Launchpad. Es sollte nur ein Paket installiert werden.

Arch Linux
Holen dir das CalculiX Paket aus dem AUR Repositorium.

Debian

 * Debian 9 Buster: die Pakete im Repositorium sind veraltet, aber du kannst die Pakete aus dem Ubuntu PPA verwenden. Siehe Gmsh 4 Paket im Community Extras PPA zum Testen verfügbar (Forenbeitrag).
 * Debian 8 Stretch: die Pakete im repository sind veraltet, aber du kannst die Pakete aus dem Ubuntu PPA verwenden. Siehe Gmsh 4 Paket verfügbar zum Testen im Community Extras PPA (Forumsbeitrag).
 * Debian 7 Jessie: Installiere die Pakete von Debian 8 Stretch mit . Siehe Debian Quellpaket für Calculix (Forenbeitrag).

CalculiX Binärdatei
Die CalculiX Autoren stellen ein vorkompiliertes Linux Binärdatei des Lösers zur Verfügung; es kann von der Autoren Webseite heruntergeladen werden. Da jedoch verschiedene Linux Distributionen unterschiedliche Bibliothekspfade haben, wird diese Binärdatei höchstwahrscheinlich nicht funktionieren, ohne einige Anpassungen vorzunehmen.

Um das Binärdatei mit Fedora 21 zu verwenden, siehe den Beitrag FEM unter Linux fedora 21 zum Laufen bringen. Für neuere Fedora Versionen solltest du CalculiX selbst kompilieren.

Wenn du diese Binärdatei verwendest, überprüfe, dass die Binärdatei ausführbar ist, dass sie sich im ausführbaren deines Systems befindet und dass du die erforderliche Version der Bibliotheken (,, , usw.) hast, gegen die sie kompiliert wurde. Dies wird im Forumsbeitrag FEM WB erwähnt.

Verwende den Befehl, um die Bibliotheken anzuzeigen, die von der Binärdatei gelinkt werden. Installiere alle fehlenden Abhängigkeiten.

CalculiX kompilieren
Da CalculiX eine eigenständige Anwendung ist, kannst du entweder eine für deine Distribution gepackte Binärdatei installieren oder sie selbst kompilieren. Jede CalculiX Version ab 2.7.x sollte mit FreeCAD funktionieren, und da der Code in den letzten Jahren nicht viel geändert wurde, können auch niedrigere Versionen als 2.7.x funktionieren.

Das Kompilieren von CalculiX ist eine Aufgabe für erfahrene Anwender und erfordert die Bearbeitung der Makefiles und Build Optionen auf verschiedenen Plattformen. Siehe die folgenden Informationen:
 * Debian: Debian-Quellpaket für Calculix, Gmsh 4 Paket verfügbar zum Testen im Community Extras PPA, Kompilieren CalculiX ccx unter fedora, ubuntu und debian.
 * Fedora 27, 28, 29: Kompilieren CalculiX ccx unter fedora, ubuntu und debian.
 * Es gibt eine CMake Version des Quellpakets in einem github repository, aber in den FreeCAD Foren hat niemand berichtet, ob dieses Paket funktioniert.

Netgen kompilieren
Netgen was originally linked by FreeCAD when FreeCAD used OCE, the community fork of OpenCascade (OCCT). As OCE lagged in development behind OCCT, FreeCAD switched back to OCCT. This broke the linking of Netgen, which could only link against OCCT 6.9 or OCE 0.18 and below. As OCCT 7.x versions improved the core funcitonality of FreeCAD, it was decided to drop Netgen support in favor of Gmsh.

Since then some success has been achieved patching and linking newer versions of Netgen against OCCT 7.x. Nevertheless, the inclusion of Netgen with FreeCAD is still problematic.

Installation unter MacOSX
The OSX development packages of FreeCAD may include Netgen but may not include CalculiX.

See this forum post FEM on Mac OSX for information on installing CalculiX, and an updated post for more recent information.

CalculiX: The following posts may be outdated:
 * install CalxiliX with brew
 * FEM on Mac OSX, post 1
 * MacPorts users: CalculiX port test request

Weitere Informationen
Der FEM Arbeitsbereich befindet sich in ständiger Entwicklung. Die aktuellsten Informationen findest du im FreeCAD Forum.

Wenn du Probleme bei der Installation von Netgen, Gmsh oder CalculiX oder einem anderen externen Werkzeug hast, suche bitte zuerst im Forum:
 * netgen site:forum.freecadweb.org
 * gmsh site:forum.freecadweb.org
 * calculix site:forum.freecadweb.org