Пример анализа Методом Конечных Элементов (FEM)
Tutorial |
Topic |
---|
Finite Element Analysis |
Level |
Beginner |
Time to complete |
10 minutes + Solver time |
Authors |
Drei |
FreeCAD version |
0.16.6700 or above |
Example files |
See also |
None |
Введение
Это руководство предназначено для того чтобы ознакомить с основными принципами работы с верстаком FEM, а также большинством доступных инструментов для статического анализа.
Requirements
- FreeCAD version 0.16.6700 or above
- Netgen and/or GMSH is installed on the system
- In the case of GMSH, installation of psicofil's macro is recommended
- Calculix is installed on the system
- The reader has the basic knowledge to use the Part and PartDesign Workbenches
Последовательность действий
Моделирование
В этом примере в качестве объекта исследования используется Куб, но также вместо него могут быть использованы модели созданные в Верстаках Part или PartDesign.
- Создать новый документ
- Активировать верстак Part
- Создать Куб
- Изменить его размеры (Box) на следующие:
- Length: 8000 мм
- Width: 1000 мм
- Height: 1000 мм
Теперь у нас есть модель с которой можно работать.
Создание Анализа
Netgen
- Выбрать модель
- Кликнуть в меню New mechanical analysis, чтобы создать анализ из выбранного объекта
- В диалоге создания сетки кликнуть OK
Вы также можете перетащить сетку в Mechanical Analysis, у которого нет сетки, внутри древа проекта.
GMSH
Макросы от psicofil's - строго рекомендуются и используется в данном примере.
- Активировать макрос
- Выбрать объект, который вы хотите использовать. В нашем случае это Куб
- Выберете пункт Create Mechanical Analysis from mesh
- Кликните OK
Мы создали сетку для нашего объекта и готовы добавить к нему ограничения и действующие силы.
Ограничения и силы
- Скройте сетку внутри древа проекта.
- Откройте оригинальную модель
- Выберите Создать МКЭ с фиксированными ограничениями
- Выберите заднюю поверхность Куба (поверхность осей YZ) и кликните OK
- Выберите Создать МКЭ с ограничениями силы
- Выберите фронтальную поверхность Куба (грань, параллельная задней поверхности) и установите значение Area load в 9000000,00
- Установите Direction в -Z выбором одной из граней параллельно этому направлеию.
- Кликните OK
Теперь мы установили ограничения и силы для нашего статического анализа.
Final preparations
- Select Mechanical material... and choose Calculix as the material
- Click OK
Running the Solver
Standard Procedure
- Select the solver object contained in the Mechanical Analysis
- Select Start calculation from the menu
- Select Write Calculix Input File
- Select Run Calculix
- Click Close
Quick Procedure
- Select the solver object contained in the Mechanical Analysis
- Click on Quick Analysis.
Analyzing Results
- From the Object Tree, select the Results object
- Select Show result
- Choose among the different Result types to view the results
- The slider at the bottom can be used to alter the mesh visualization. This allows us to visualize the deformation experienced by the object, keep in mind that this is an approximation.
- To remove the results select Purge results
If you select the Z displacement result type, you can see that the obtained value is almost identical to the test example provided by FreeCAD. Differences may occur due to the quality of the mesh and the number of nodes it possesses.
Теперь мы закончили с основными принципами работы FEM Module.