MES CalculiX belka wspornikowa 3D
Ćwiczenie |
Temat |
---|
Analiza MES |
Poziom trudności |
Początkujący |
Czas wykonania |
10 minut |
Autorzy |
Bernd |
Wersja FreeCAD |
0.16.6377 lub nowszy |
Pliki z przykładami |
Nie dołączono |
Zobacz również |
- |
Wprowadzenie
Ten przykład ma na celu zaprezentowanie jak prosta analiza metodą elementów skończonych (MES) w środowisku pracy MES programu FreeCAD wygląda w interfejsie programu i jak można zwizualizować wyniki. Ten przykład ilustruje jak uruchomić analizę i jak zmienić wartość oraz kierunek obciążenia. Ponadto, ponieważ plik przykładu jest dostępny w każdej instalacji programu, jest to przydatne i proste sprawdzenie do uruchomienia dla upewnienia się, że środowisko pracy MES działa prawidłowo.
Wymagania
- Kompatybilna wersja programu FreeCAD wskazana w tabeli z informacjami o przykładzie.
- Użyj opcji Pomoc → Informacje o FreeCAD aby sprawdzić jaka wersja programu jest zainstalowana
- Nie jest wymagane żadne zewnętrzne oprogramowanie aby załadować plik przykładu, obejrzeć siatkę i geometrię oraz zwizualizować wyniki.
- Do ponownego uruchomienia ovliczeń na komputerze musi być zainstalowany solver CalculiX. Najprawdopodobniej solver ten został już zainstalowany razem z programem FreeCAD. Jeśli tak nie jest, zobacz stronę Instalacja środowiska MES.
Przygotuj plik przykładu
Załaduj plik przykładu
- Start FreeCAD.
- If the Start Workbench is not activated, load it and open the start page.
- Open the example "FemCalculixCantilever3D.FcStd".
Activate the analysis container
- To work with an analysis the analysis has to be activated.
- In the tree view, double click on the Analysis,
- or right click on the Analysis and choose Activate analysis.
Analysis container and its objects
- If the analysis is activated, FreeCAD itself will change the current workbench to FEM.
- There are at least 5 objects needed to make a static mechanical analysis.
- analysis container
Wizualizacja wyników
- Be sure the analysis is activated.
- Be sure the analysis still contains the result object, if not just reload the example file.
- Double click the result object , or select it and click the Show result button in the FEM toolbar.
- In the task window, choose
z-Displacement
. It shows-86.93 mm
in negative z-direction. This makes sense since the force is in negative z-direction as well. - Activate the check box besides the bottom slider of displacement show.
- The slider can be used to alter the mesh to view the deformation in a simplified manner.
- Choose among the different Result types to view all in the GUI available result types.
Purging Results
- Be sure the analysis is activated.
- To remove the results: select in the icon toolbar the Purge results button.
Running the FEA
- In the tree view double click on the solver object .
- In the task panel of the solver object make sure static analysis is selected.
- Click on write .inp file in the same task window. Watch the log window until it prints "write completed."
- Click on Run CalculiX. Since this is a very small analysis it should take less than a second to run.
- In the text window it should print in green letters "CalculiX done without error!" and in the next line "loading result sets ..."
- You just have finished your first FEA in FreeCAD if there has not been any error message.
- Click on Close in the task window.
- A new result object should be created. You know how to visualize the results already.
- If you get an error message no solver binary or similar when triggering the analysis check FEM Install.
Running the FEA the fast Way
- In tree view select the solver object of the analysis .
- In the icon toolbar click on Run solver calculations.
- The Calculix input file will be written, CalculiX will be triggered and the result object should be created.
Changing Load Direction and Load Value
- In the tree view expand CCX_Results and select the ResultMesh object and press the Space key.
- Result: The visibility of the FEM mesh will be turned off. The geometrical model is still visible.
- In the tree view double click on the FEMConstraintForce object to open its task panel
- In the task window change the load value to 500000000 N = 500 MN (Note: force unit in task window has to be in N)
- On the geometrical model click on one of the long edges in x-direction.
- Click on the Direction button.
- Result: The red arrows that illustrate force will change their direction in x-direction. They indicate the force direction.
- Since tension should be applied to the box the Reverse Direction needs to be triggered by clicking on it.
- The red arrows of the force will change their direction.
- Click on OK in task window.
- You know how to trigger an analysis and how to visualize results already.
- The deformation in x-direction should be 18.95 mm.
What next?
- We are now finished with the basic workflow for the FEM Workbench.
- You are now prepared to do the second FEM tutorial.
- We will create the CalculiX cantilever by ourselves and compare the results with the beam theory.
Środowisko pracy MES
- Materiał: Bryła, Ciecz, Nieliniowy materiał mechaniczny, Materiał zbrojony (beton), Edytor materiału
- Geometria elementu: Geometria elementu, Obrót w okół osi, Geometria elementu 2D, Element przepływu
Wiązania
- Elektromagnetyczne: Potencjał elektryczny, Gęstość prądu, Magnetyzacja
- Geometryczne: Obrót w płaszczyźnie, Zapis wyników z przekroju, Zdefiniuj odkształcenie
- Mechaniczne: Zdefiniuj przytwierdzenie, Zdefiniuj przemieszczenie, Zdefiniuj kontakt, Zdefiniuj powiązanie, Wiązanie sprężyny, Zdefiniuj siłę, Zdefiniuj obciążenie ciśnieniem, Zdefiniuj siłę odśrodkową, Zdefiniuj obciążenie ciężarem własnym
- Termiczne: Warunek początkowy temperatury, Zdefiniuj strumień ciepła, Zdefiniuj temperaturę, Zdefiniuj objętościowe źródło ciepła
- Zmieniające wiązania: Zdefiniuj przenikalność elektryczną próżni
- Siatki: Siatka Netgen, Siatka GMSH, Warstwa graniczna siatki, Obszar siatki, Grupa siatki, Utwórz zestaw węzłów, Siatka MES na obiekt środowiska Siatka
- Solver: Narzędzia CalculiX, Elmer, Mystran, Z88; Równania: Elastyczności, Elektrostatyczne, Siły elektrostatycznej, Magnetodynamiczne, RMagnetodynamiczne 2D, Przepływu, Strumienia, Ciepła; Solver: Kontrola pracy solvera, Uruchom solver
- Wyniki: Oczyszczanie z wyników, Prezentacja wyników; Postprocessing: Zastosuj zmiany, Prezentacja graficzna, Filtr rozpraszający, Skalarny filtr obcinający, Filtr odcięcia funkcji, Filtr odcięcia obszaru, Filtr konturów, Filtr danych wzdłuż linii, Wykres liniowości naprężeń, Filtr obcinania danych w punkcie, Utwórz funkcję, Filtr funkcji płaszczyzny, Filtr funkcji sfery, Filtr funkcji walca, Filtr funkcji prostopadłościanu
- Dodatkowe: Konfiguracja, Instalacja środowiska MES, Siatka, FEM Solver, CalculiX, Beton, Rodzaje elementów
Centrum użytkownika
- Jak zacząć
- Instalacja: Pobieranie programu, Windows, Linux, Mac, Dodatkowych komponentów, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Podstawy: Informacje na temat FreeCAD, Interfejs użytkownika, Profil nawigacji myszką, Metody wyboru, Nazwa obiektu, Edytor ustawień, Środowiska pracy, Struktura dokumentu, Właściwości, Pomóż w rozwoju FreeCAD, Dotacje
- Pomoc: Poradniki, Wideo poradniki
- Środowiska pracy: Strona Startowa, Architektura, Assembly, CAM, Rysunek Roboczy, MES, Inspekcja, Siatka, OpenSCAD, Część, Projekt Części, Punkty, Inżynieria Wsteczna, Robot, Szkicownik, Arkusz Kalkulacyjny, Powierzchnia 3D, Rysunek Techniczny, Test Framework