FEM Workbench/fr

Introduction
L'atelier FEM fournit un flux de travail moderne d'analyse par éléments finis (FEA) pour FreeCAD. Cela signifie principalement que tous les outils permettant d'effectuer une analyse sont combinés dans une seule interface utilisateur graphique (GUI).



Déroulement des tâches
Les étapes pour effectuer une analyse d’éléments finis sont les suivantes :
 * 1) Prétraitement : configuration du problème d'analyse.
 * 2) Modélisation de la géométrie : création de la géométrie avec FreeCAD, ou importation depuis une autre application.
 * 3) Créer une analyse.
 * 4) Ajout de contraintes de simulation telles que des charges et des supports fixes au modèle géométrique.
 * 5) Ajout de matériaux aux parties du modèle géométrique.
 * 6) Créer un maillage d'éléments finis pour le modèle géométrique, ou l'importer d'une autre application.
 * 7) Résolution : exécution d'un solveur externe à partir de FreeCAD.
 * 8) Post-traitement : visualiser les résultats de l'analyse depuis FreeCAD, ou exporter les résultats pour qu'ils puissent être post-traités avec une autre application.

L'atelier FEM peut être utilisé sur les plates-formes Windows, MacOSX et Linux. Étant donné que l'atelier utilise des solveurs externes, la quantité d’installation manuelle dépend du système d’exploitation utilisé. Voir la page Installation FEM pour des instructions sur la configuration des outils externes.



Menu : Modèle

 * [[Image:FEM_Analysis.svg|32px]] Conteneur d'analyse : Crée un nouveau conteneur pour une analyse mécanique. Si un solide est sélectionné dans l'arborescence avant de cliquer dessus, la boîte de dialogue de maillage s'ouvrira.

Matériaux

 * [[Image:FEM_MaterialSolid.svg|32px]] Matériau pour solide : Vous permet de sélectionner un matériau solide de la base de données.


 * [[Image:FEM_MaterialFluid.svg|32px]] Matériau pour fluide : Permet de sélectionner un matériau fluide dans la base de données.


 * [[Image:FEM_MaterialMechanicalNonlinear.svg|32px]] Matériau mécanique non linéaire : Permet d'ajouter un modèle de matériau mécanique non linéaire.


 * [[Image:FEM_MaterialReinforced.svg|32px]] Matériau renforcé : Permet de sélectionner dans la base de données des matériaux renforcés composés d'une matrice et d'un renfort.


 * [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] Editeur de matériaux : Permet d'ouvrir l'éditeur de matériaux pour éditer des matériaux.

Géométrie de l'élément

 * [[Image:FEM_ElementGeometry1D.svg|32px]] Coupe transversale de poutre :Utilisé pour définir les coupes transversales des éléments de poutre.


 * [[Image:FEM_ElementRotation1D.svg|32px]] Rotation de poutre : Utilisé pour faire pivoter les coupes transversales des éléments de poutre.


 * [[Image:FEM_ElementGeometry2D.svg|32px]] Epaisseur d'une coque : Utilisé pour définir l'épaisseur de l'élément de structure.


 * [[Image:FEM_ElementFluid1D.svg|32px]] Section fluide pour flux 1D : crée un élément de section fluide FEM pour les réseaux pneumatiques et hydrauliques.

Contraintes électrostatiques

 * [[Image:FEM_ConstraintElectrostaticPotential.svg|32px]] Contrainte électrostatique potentielle :

Contraintes de fluides

 * [[Image:FEM_ConstraintInitialFlowVelocity.svg|32px]] Contrainte de la vitesse du flux d'écoulement : Utilisé pour définir une vitesse d'écoulement initiale pour le domaine.


 * [[Image:FEM_ConstraintFlowVelocity.svg|32px]] Contrainte de vitesse d'écoulement : Utilisé pour définir une vitesse d'écoulement comme condition aux limites sur une arête (2D) ou une face (3D).

Contraintes géométriques

 * [[Image:FEM_ConstraintPlaneRotation.svg|32px]] Contrainte de rotation du plan : Permet de définir une contrainte de rotation plane sur une face plane.


 * [[Image:FEM_ConstraintSectionPrint.svg|32px]] Contrainte d'empreinte de section :


 * [[Image:FEM_ConstraintTransform.svg|32px]] Contrainte de transformation : Utilisé pour définir une contrainte de transformation sur une face.

Contraintes mécaniques

 * [[Image:FEM_ConstraintFixed.svg|32px]] Contrainte fixe : Utilisé pour définir une contrainte fixe sur le point/bord/face(s).


 * [[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|32px]] Contrainte de déplacement : Utilisé pour définir une contrainte de déplacement sur le point/bord/face(s).


 * [[Image:FEM_ConstraintContact.svg|32px]] Contrainte de contact : Utilisé pour définir une contrainte de contact entre deux faces.


 * [[Image:FEM_ConstraintTie.svg|32px]] Contrainte de liaison : Utilisé pour définir une contrainte de liaison ("contact lié") entre deux faces.


 * [[Image:FEM_ConstraintSpring.svg|32px]] Contrainte de ressort : utilisé pour définir un ressort.


 * [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|32px]] Contrainte de force : Utilisé pour définir une force dans [N] appliquée uniformément à une face sélectionnable dans une direction définissable.


 * [[Image:FEM_ConstraintPressure.svg|32px]] Contrainte de pression : Permet de définir une contrainte de pression.


 * [[Image:FEM_ConstraintCentrif.svg|32px]] Constrainte centrifuge : Utilisé pour définir une contrainte de charge de corps centrifuge.


 * [[Image:FEM_ConstraintSelfWeight.svg|32px]] Contrainte de poids propre : Permet de définir une accélération de gravité agissant sur un modèle.

Contraintes thermiques

 * [[Image:FEM_ConstraintInitialTemperature.svg|32px]] Contrainte initiale de température : Permet de définir la température initiale d'un corps.


 * [[Image:FEM_ConstraintHeatflux.svg|32px]] Contrainte flux thermique : Permet de définir une contrainte de flux thermique sur une ou plusieurs face(s)


 * [[Image:FEM_ConstraintTemperature.svg|32px]] Contrainte de température : Permet de définir une contrainte de température sur un point/bord/face(s).


 * [[Image:FEM_ConstraintBodyHeatSource.svg|32px]] Contrainte de source de chaleur d'un corps : Utilisé pour définir une source de chaleur interne d'un objet.

Contraintes sans solveur

 * [[Image:FEM_ConstraintFluidBoundary.svg|32px]] Condition aux limites du fluide :


 * [[Image:FEM_ConstraintBearing.svg|32px]] Contrainte de roulement : Utilisé pour définir une contrainte de roulement.


 * [[Image:FEM_ConstraintGear.svg|32px]] Contrainte d'engrenage : Utilisé pour définir une contrainte de vitesse.


 * [[Image:FEM_ConstraintPulley.svg|32px]] Contrainte de poulie : Utilisée pour définir une contrainte de poulie.

Écraser des constantes

 * [[Image:FEM_ConstantVacuumPermittivity.svg|32px]] Constante de permittivité du vide :

Menu : Maillage

 * [[Image:FEM_MeshNetgenFromShape.svg|32px]] Maillage MEF à partir d'une forme avec Netgen :


 * [[Image:FEM_MeshGmshFromShape.svg|32px]] Maillage MEF à partir d'une forme avec Gmsh :


 * [[Image:FEM_MeshBoundaryLayer.svg|32px]] Couche limite de maillage MEF : crée des maillages anisotropes pour des calculs précis près des frontières.


 * [[Image:FEM_MeshRegion.svg|32px]] Région de maillage MEF : crée une ou plusieurs zones localisées à mailler, ce qui optimise considérablement le temps d'analyse.


 * [[Image:FEM_MeshGroup.svg|32px]] Groupe de type maillage MEF : regroupe et étiquette les éléments d'un maillage (sommet, bord, surface) ensemble, ce qui est utile pour exporter le maillage vers des solveurs externes.


 * [[Image:FEM_CreateNodesSet.svg|32px]] Ensemble de nœuds : Crée/définit un ensemble de nœuds à partir d'un maillage FEM.


 * [[Image:FEM_FemMesh2Mesh.svg|32px]] Maillage à maillage MEF : convertit la surface d'un maillage MEF en maillage.

Menu : Solveur

 * [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] Solveur Calculix standard : Crée un nouveau solveur pour cette analyse. Dans la plupart des cas, le solveur est créé avec l'analyse.


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


 * [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] Solveur Elmer : Crée le contrôleur de solveur pour Elmer. Il est indépendant des autres objets du solveur.


 * [[Image:FEM_SolverMystran.svg|32px]] Solveur Mystran:


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


 * [[Image:FEM_EquationElasticity.svg|32px]] Équation d'élasticité :


 * [[Image:FEM_EquationElectricforce.svg|32px]] Équation force électrique :


 * [[Image:FEM_EquationElectrostatic.svg|32px]] Équation électrostatique :


 * [[Image:FEM_EquationFlow.svg|32px]] Équation d'écoulement :


 * [[Image:FEM_EquationFlux.svg|32px]] Équation de flux :


 * [[Image:FEM_EquationHeat.svg|32px]] Équation de chaleur :


 * [[Image:FEM_SolverControl.svg|32px]] Contrôle du travail du solveur : Ouvre le menu pour ajuster et démarrer le solveur sélectionné.


 * [[Image:FEM_SolverRun.svg|32px]] Résolution : Lance le solveur sélectionné de l'analyse active.

Menu : Résultats

 * [[Image:FEM_ResultsPurge.svg|32px]] Purge les résultats : Supprime les résultats de l'analyse active.


 * [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px]] Affiche le résultat : Utilisé pour afficher le résultat d'une analyse.


 * [[Image:FEM_PostApplyChanges.svg|32px]] Appliquer les modifications :


 * [[Image:FEM_PostPipelineFromResult.svg|32px]] Post traitement affichage des résultats :


 * [[Image:FEM_PostFilterWarp.svg|32px]] Filtre de distorsion :


 * [[Image:FEM_PostFilterClipScalar.svg|32px]] Filtre découpe scalaire :


 * [[Image:FEM_PostFilterCutFunction.svg|32px]] Filtre de fonction coupe :


 * [[Image:FEM_PostFilterClipRegion.svg|32px]] Filtre rattaché à une région :


 * [[Image:FEM_PostFilterDataAlongLine.svg|32px]] Filtre de données le long d'une ligne :


 * [[Image:FEM_PostFilterLinearizedStresses.svg|32px]] Filtre de contraintes linéarisées :


 * [[Image:FEM_PostFilterDataAtPoint.svg|32px]] Filtre de données au point :


 * Fonctions filtres :
 * [[Image:Fem-post-geo-plane.svg|32px]]
 * [[Image:Fem-post-geo-sphere.svg|32px]]

Menu : Utilitaires

 * [[Image:FEM_ClippingPlaneAdd.svg|32px]] Plan de coupe sur la face :


 * [[Image:FEM_ClippingPlaneRemoveAll.svg|32px]] Supprimer tous les plans de coupe :


 * [[Image:FEM_Examples.svg|32px]] FEM Exemples : Ouvrez l'interface graphique pour accéder aux exemples FEM.

Menu contextuel

 * [[Image:FEM_MeshClear.svg|32px]] Supprimer maillage MEF : supprime le fichier de maillage du fichier FreeCAD. Utile pour alléger un fichier FreeCAD.


 * [[Image:FEM_MeshDisplayInfo.svg|32px]] Affichage des informations du maillage MEF : Affiche les statistiques de base du maillage existant - nombre de nœuds et d'éléments de chaque type.

Préférences

 * [[Image:Std_DlgPreferences.svg|32px]] Préférences... : Préférences disponibles dans les outils FEM.

Informations
Les pages suivantes décrivent différents sujets de l'atelier FEM.

FEM Installation des composants requis : une description détaillée de la configuration des programmes externes utilisés dans l'atelier.

FEM Maillage : des informations complémentaires sur l'obtention d'un maillage pour l'analyse par éléments finis.

FEM Solveur : des informations supplémentaires sur les différents solveurs disponibles dans l’atelier et sur ceux qui pourraient être utilisés à l’avenir.

FEM CalculiX : pour plus d’informations sur CalculiX, le solveur par défaut utilisé dans l'atelier pour l'analyse des structures.

FEM Béton : des informations intéressantes sur le thème de la simulation des structures en béton.

FEM Projet : pour plus de détails et d'informations sur les unités, limitations et développement sur l'atelier FEM.

Tutoriels
Tutoriel 1 : FEM CalculiX Cantilever 3D ; analyse de base sur une poutre.

Tutoriel 2 : FEM Tutoriel ; analyse de la tension dans une structure.

Tutoriel 3 : FEM Tutoriel Python ; exemple de configuration en porte-à-faux entièrement fait par scripts Python, y compris le maillage.

Tutoriel 4 : FEM Cisaillement d'un bloc composite ; voir la déformation d'un bloc composé de deux matériaux.

Tutoriel 5 : Analyse FEM transitoire

Tutoriel 6 : Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview

Tutoriel 7 : Exemple FEM Capacité Deux Balles ; Tutoriel 6 GUI d'Elmer "Capacitance électrostatique deux boules" utilisant des exemples FEM.

Tutoriel analyse de couple thermique openSIM

Tutoriel vidéo 1 : Article du Forum (avec lien sur YouTube)

Tutoriel vidéo 2 : Article du Forum (avec lien sur YouTube)

Recherche de tutoriels vidéo : Article du Forum (avec lien sur YouTube en Allemand)

Extension de l'atelier FEM
L'atelier FEM est constante évolution. Un des objectifs du projet est de trouver des moyens d’interagir facilement avec divers solveurs FEM, afin que l’utilisateur final puisse rationaliser le processus de création, de maillage, de simulation et d’optimisation d’un problème de conception technique, le tout avec FreeCAD.

Les informations suivantes sont destinées aux utilisateurs expérimentés et aux développeurs qui souhaitent étendre l'atelier FEM de différentes manières. Une connaissance des langages C ++ et Python est préconisée. Une certaine connaissance du système "document objet" utilisé dans FreeCAD est également nécessaire. Ces informations sont disponibles dans la documentation des utilisateurs et le documentation des développeurs. Veuillez noter que FreeCAD étant toujours en cours de développement, certains articles peuvent être anciens et donc obsolètes. Les informations les plus récentes sont traitées dans les forums FreeCAD, dans la section Développement. Pour les discussions sur l'atelier FEM, les conseils ou l’aide pour l’extension de l’atelier reférez vous dans le subforum FEM.

Les articles suivants expliquent comment étendre l'atelier, par exemple en ajoutant de nouveaux types de conditions aux limites (contraintes) ou équations.
 * Extension module FEM
 * Embarquer les développeurs FEM Tente d'orienter les nouveaux développeurs sur la façon de contribuer à l'atelier FEM.
 * Tutoriel FEM Ajouter une équation
 * Tutoriel FEM Ajouter une contrainte

Un guide du développeur a été rédigé pour aider les utilisateurs expérimentés à comprendre les bases complexes du code de FreeCAD et les interactions entre les éléments centraux et les ateliers individuels. Le livre est hébergé sur github afin que plusieurs utilisateurs puissent y contribuer et le mettre à jour.
 * Aperçu préliminaire du ebook : Guide du développeur de modules pour FreeCAD (Discussion sur le forum).
 * FreeCAD Mod Dev Guide (dépôt github)

Extension de la documentation de l'atelier FEM

 * Plus d'informations concernant l'extension ou l'absence de documentation FEM peuvent être trouvées dans le forum : documentation FEM manquante sur le Wiki