Środowisko pracy MES

From FreeCAD Documentation
Revision as of 20:08, 12 March 2023 by Kaktus (talk | contribs) (Created page with "* 24px Pokaż wynik: Służy do wyświetlania wyniku analizy.")
Ikonka FreeCAD dla środowiska pracy MES

Wprowadzenie

Środowisko pracy MES zapewnia nowoczesną analizę metodą elementów skończonych (FEA) dla FreeCAD. Głównie oznacza to, że wszystkie narzędzia do wykonania analizy są połączone w jeden graficzny interfejs użytkownika (GUI).

Przepływ pracy

Kroki przeprowadzania analizy metodą elementów skończonych:

  1. Preprocessing: ustawienie zagadnienia analizy.
    1. Modelowanie geometrii: tworzenie geometrii za pomocą programu FreeCAD lub importowanie jej z innej aplikacji.
    2. Tworzenie analizy.
      1. Dodawanie do modelu geometrycznego uwarunkowań symulacyjnych, takich jak obciążenia i podpory stałe.
      2. Dodawanie materiałów do części poza modelem geometrycznym.
      3. Tworzenie siatki elementów skończonych dla modelu geometrycznego lub importowanie jej z innej aplikacji.
  2. Rozwiązywanie: uruchamianie zewnętrznego solwera z poziomu FreeCAD.
  3. Postprocessing: wizualizacja wyników analizy z poziomu FreeCAD lub eksportowanie wyników, aby można je było przetworzyć w innej aplikacji.

Środowisko pracy MES może być używane w systemach Linux, Windows i Mac OSX. Ponieważ korzysta z zewnętrznych solverów, zakres ręcznej konfiguracji zależy od systemu operacyjnego, z którego korzystasz. Instrukcje dotyczące konfiguracji zewnętrznych narzędzi znajdują się na stronie Instalacja środowiska MES.

Przepływ pracy w środowisku MES. Środowisko to wywołuje dwa zewnętrzne środowiska w celu wykonania siatkowania obiektu bryłowego oraz rozwiązania problemu metodą elementów skończonych.

Menu: Model

  • Analiza MES: Tworzy nowy kontener dla analizy mechanicznej. Jeśli przed kliknięciem w oknie Widoku drzewa zostanie wybrana bryła, to następnie zostanie otwarte okno dialogowe generatora siatek.

Materiał

Geometria elementu

  • Obrót belki: Służy do obracania przekrojów poprzecznych elementów belkowych.

Wiązania elektromagnetyczne

Wiązania płynu

Wiązania geometrii

Wiązania mechaniczne

  • Constraint force: Used to define a force in [N] applied uniformly to a selectable face in a definable direction.

Thermal Constraints

Constraints without solver

Overwrite Constants

Menu: Siatka

  • FEM mesh region: Creates a localized area(s) to mesh which highly optimizes analysis time.
  • FEM mesh group: Groups and labels elements of a mesh (vertex, edge, surface) together, useful for exporting the mesh to external solvers.
  • Nodes set: Creates/defines a node set from FEM mesh.

Menu: Rozwiąż

  • Solver CalculiX Standard: Creates a new solver for this analysis. In most cases the solver is created together with the analysis.
  • Solver Elmer: Creates the solver controller for Elmer. It is independent from other solver objects.
  • Solver Z88: Creates the solver controller for Z88. It is independent from other solver objects.

Menu: Wyniki

  • Post pipeline from result: Used to add a new graphical representation of FEM analysis results (color scale and more display options).
  • Warp filter: Used to visualize the scaled deformed shape of the model.
  • Function cut filter: Used to display the results on a sphere or a plane cutting through the model.
  • Region clip filter: Used to clip a field with a sphere or a plane cutting through the model.
  • Filter functions: This is an icon menu in the FEM Results toolbar that holds the following commands:

Menu: Narzędzia

Menu podręczne

Ustawienia

  • Preferencje ...: Ustawienia dostępne dla narzędzi środowiska MES w menu Edycja.

Informacje dodatkowe

Na kolejnych stronach znajdują się objaśnienia poszczególnych tematów związanych z środowiskiem pracy MES.

Instalacja środowiska MES: szczegółowy opis jak skonfigurować zewnętrzne programy używane w środowisku pracy.

MES: Siatka: dalsze informacje na temat uzyskiwania siatki do analizy metodą elementów skończonych.

MES: Solver: dalsze informacje na temat różnych solverów dostępnych w środowisku pracy oraz tych, które mogą być używane w przyszłości.

MES: CalculiX: dalsze informacje na temat CalculiX, domyślnego solvera używanego w środowisku pracy do analizy strukturalnej.

MES: Beton: ciekawe informacje na temat symulacji konstrukcji betonowych.

Poradniki

Poradnik 1: MES CalculiX wspornik 3D, podstawowa analiza belki swobodnie podpartej.

Poradnik 2: Poradnik dla środowiska pracy MES, prosta analiza naprężenia konstrukcji.

Poradnik 3: Skrypty w środowisku MES, skonfiguruj przykład wspornika całkowicie poprzez skrypty w środowisku Python, w tym siatkę.

Poradnik 4: Ścinanie bloku kompozytowego, obserwuj deformację bloku, który składa się z dwóch materiałów.

Poradnik 5: Analiza MES w stanie przejściowym.

Poradnik 6: Post-Processing wyników MES za pomocą Paraview.

Poradnik 7: Przykład pojemność dwóch kul, Elmer's GUI poradnik 6 "Elektrostatyka Pojemność Dwóch Kul" z wykorzystaniem przykładów FEM.

Sprzężona analiza termiczno-mechaniczna poradnik openSIM.

Wideo poradnik 1: FEM wideo dla początkujących (w tym link do YouTube).

Wideo poradnik 2: FEM wideo dla początkujących (w tym link do YouTube).

Wiele poradników w formie wideo: anisim Open Source Engineering Software, (w języku niemieckim).

Rozszerzenie środowiska pracy MES

Środowisko pracy MES jest w ciągłym rozwoju. Celem projektu jest znalezienie sposobu na łatwą interakcję z różnymi solverami MES, tak aby użytkownik końcowy mógł usprawnić proces tworzenia, siatkowania, symulacji i optymalizacji problemu projektowego, wszystko w ramach programu FreeCAD.

Poniższe informacje są skierowane do użytkowników i programistów, którzy chcą rozszerzyć środowisko MES na różne sposoby. Oczekiwana jest znajomość C++ i Pythona, a także pewna znajomość systemu "document object" używanego w FreeCAD. Informacje te są dostępne na stronach Centrum Power użytkowników i Centrum programisty. Proszę zauważyć, że ponieważ FreeCAD jest w trakcie aktywnego rozwoju, niektóre artykuły mogą być zbyt stare, a więc przestarzałe. Najbardziej aktualne informacje są omawiane na forum FreeCAD, w sekcji Development. W przypadku dyskusji na temat MES, porad lub pomocy w rozszerzeniu środowiska pracy, czytelnik powinien odnieść się do forum FEM.

Poniższe artykuły wyjaśniają, jak można rozszerzyć środowisko pracy, np. poprzez dodanie nowych typów warunków brzegowych (wiązań), czy równań.

Przewodnik programisty został napisany, aby pomóc użytkownikom w zrozumieniu złożonej bazy kodowej FreeCAD i interakcji między podstawowymi elementami i poszczególnymi środowiskami pracy. Książka jest umieszczona w serwisie Github, więc wielu użytkowników może ją współtworzyć i aktualizować.

Rozszerzenie dokumentacji środowiska pracy MES