Atelier FEM
The FreeCAD FEM Workbench Icon
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).
Flux de travail
Les étapes pour effectuer une analyse d’éléments finis sont les suivantes:
- Prétraitement: configuration du problème d'analyse.
- Modélisation de la géométrie: création de la géométrie avec FreeCAD ou importation à partir d'une autre application.
- Créer une analyse.
- Ajout de contraintes de simulation telles que des charges et supports fixes au modèle géométrique.
- Ajout de matériaux aux pièces du modèle géométrique.
- Ajout d’un matériau au modèle d’analyse.
- Résolution: résoudre un système d'équations en utilisant un solveur externe depuis FreeCAD.
- Post-traitement: visualisation des résultats d'analyse depuis FreeCAD.
À partir des versions FreeCAD 0,15 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.
Flux de travail de l'atelier FEM; le plan de travail appelle deux programmes externes pour effectuer le maillage d'un objet solide et pour résoudre le problème des éléments finis
Menu : Modèle
- 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.
Materiaux
- FEM matériel pour solide: Vous permet de sélectionner un matériau de la base de données.
- FEM matériau pour fluide: Permet de sélectionner un fluide dans la base de données.
- Matériau mécanique non linéaire: Permet de sélectionner un matériau dans la base de données.
Image manquante Matériau renforcé : vous permet de sélectionner des matériaux renforcés constitués d'une matrice et du renforcement issu de la base de données.
- Material editor: Permet d'ouvrir l'éditeur de matériaux pour éditer des matériaux
Géométrie d'élément
Contraintes Electrostatiques
Contraintes de fluides
Contraintes mécaniques
- Contrainte fixe: Utilisé pour définir une contrainte fixe sur le point/bord/face(s).
- Contrainte de déplacement: Utilisé pour définir une contrainte de déplacement sur le point/bord/face(s).
- Contrainte de rotation du plan: Permet de définir une contrainte de rotation plane sur une face plane.
- Contrainte de contact: Utilisé pour définir une contrainte de contact entre deux faces.
- Contrainte de force: Utilisé pour définir une force dans [N] appliquée uniformément à une face sélectionnable dans une direction définissable.
- Contrainte de pression: Permet de définir une contrainte de pression.
- Contrainte de poids: Permet de définir une accélération de gravité agissant sur un modèle.
- Contrainte de roulement: Utilisé pour définir une contrainte de roulement.
- contrainte d'engrenage: Utilisé pour définir une contrainte de vitesse.
- Contrainte de poulie: Utilisée pour définir une contrainte de poulie.
Contraintes thermiques
- Contrainte initiale de température: Permet de définir la température initiale d'un corps.
- Contrainte flux thermique: Permet de définir une contrainte de flux thermique sur une ou plusieurs face(s)
- Contrainte de température: Permet de définir une contrainte de température sur un point/bord/face(s).
Menu: Maillage
- Ensemble de nœuds: Crée/définit un ensemble de nœuds à partir d'un maillage FEM.
- FEM mesh à mesh: Convertit la surface d'un mesh FEM en mesh.
Menu: Résoudre
- Solveur Calculix Outils CCX: Crée un nouveau solveur pour cette analyse. Dans la plupart des cas, le solveur est créé avec l'analyse.
- Contrôle du travail du solveur: Ouvre le menu pour ajuster et démarrer le solveur sélectionné.
- Calcul de l'exécution du solveur: Exécute le solveur sélectionné de l'analyse active.
Menu: Résultats
- Purge le résultat: Supprime les résultats de l'analyse active.
- Affiche le résultat: Utilisé pour afficher le résultat d'une analyse.
Menu: Utilitaires
Menu contextuel
Préférences
- Préférences...: Préférences disponibles dans les outils FEM.
Informations
Les pages suivantes décrivent différents sujets de l'atelier FEM.
FEM Install pour plus d'informations sur la méthode de configuration et d'utilisation de l'atelier FEM.
FEM Mesh Pour plus d'informations à propos de FEM Mesh dans l'atelier FEM.
FEM Solver 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 Concrete pour des informations sur l'analyse des structures en béton.
FEM Project 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.
Tutorial 5: Analyse FEM transitoire
Tutorial 6: Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview
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.
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 de ebook: Guide du développeur de modules pour FreeCAD (Discussion sur le forum)
- FreeCAD Mod Dev Guide (github repository)
- Matériaux : Solide, Fluide, Mécanique non linéaire, Renforcé (type béton) ; Éditeur de matériaux
- Géométrie de l'élement : Poutre (1D), Rotation de poutre (1D), Coque (2D), Section fluide (1D)
Contraintes
- Électromagnétique : Potentiel électrostatique, Densité de courant, Magnétisation
- Géometrique : Rotation plane, Empreinte de section, Transformation
- Mécanique : Immobilisation, Déplacement, Contact, Liaison, Ressort, Force, Pression, Centrifuge, Poids propre
- Thermique : Température initiale, Flux de chaleur, Température, Source thermique
- Remplacer les Constantes : Permittivité du vide
- Maillage : Maillage Netgen, Maillage GMSH, Couche limite de maillage, Région de maillage, Groupe de maillage, Ensemble de nœuds, Maillage à maillage
- Solveur : CalculiX Standard, Elmer, Mystran, Z88 ; Équations : Déformation, Élasticité, Électrostatique, Force électrique, Magnétodynamique, Magnétodynamique 2D, Écoulement, Flux, Chaleur ; Solveur : Réglage du solveur, Calcul du solveur
- Résultats : Purger, Afficher ; Postprocessing : Appliquer les modifications, Pipeline du résultat, Filtre des déformations, Filtre d'écrêtage scalaire, Filtre de fonction de découpe, Filtre d'écrêtage selon une région, Filtre par contours, Filtre d'écrêtage selon une ligne, Graphique de linéarisation des critères, Données du filtre d'écrêtage du point, Filtre fonction plan, Filtre fonction sphère, Filtre fonction cylindre, Filtre fonction boîte
- Utilitaires : Plan de coupe, Supprimer les plans de coupe, Exemples ; Supprimer le maillage, Affichage des informations du maillage
- Additionnel : Préférences ; Installation, FEM Maillage, Solveur, CalculiX, FEM Béton ; FEM Types d'élements
- Démarrer avec FreeCAD
- Installation : Téléchargements, Windows, Linux, Mac, Logiciels supplémentaires, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Bases : À propos de FreeCAD, Interface, Navigation par la souris, Méthodes de sélection, Objet name, Préférences, Ateliers, Structure du document, Propriétés, Contribuer à FreeCAD, Faire un don
- Aide : Tutoriels, Tutoriels vidéo
- Ateliers : Std Base, Arch, Assembly, CAM, Draft, FEM, Inspection, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test