FEM tutorial/de: Difference between revisions

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Wir haben jetzt die Lagerstellen und Kräfte für unsere statische Studie festgelegt.
Wir haben jetzt die Lagerstellen und Kräfte für unsere statische Studie festgelegt.


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Revision as of 18:51, 29 September 2022

Tutorium
Thema
Finite-Elemente-Analyse
Niveau
Anfänger
Zeit zum Abschluss
10 Minuten + Löserzeit
Autoren
Drei
FreeCAD-Version
0.17 oder höher
Beispieldateien
None
Siehe auch
None

Einleitung

Dieses Tutorium soll dem Leser den grundlegenden Arbeitsablauf des Arbeitsbereichs FEM sowie die meisten Werkzeuge vorstellen, die zur Durchführung einer statischen Analyse zur Verfügung stehen.

Voraussetzungen

  • FreeCAD Version 0.17 oder höher.
  • Netgen und GMSH sind auf dem System installiert (in der FreeCAD-Installation enthalten).
  • Calculix ist auf dem System installiert (in der FreeCAD-Installation enthalten).
  • Der Leser verfügt über Grundkenntnisse zur Verwendung der Arbeitsbereiche Part und PartDesign.

Ablauf

Modellieren

In diesem Beispiel wird ein Würfel als Studienobjekt verwendet, aber stattdessen können auch Modelle verwendet werden, die in den Arbeitsbereichen Part oder PartDesign erstellt wurden.

  1. Ein neues Dokument erstellen (die Schaltfläche drücken).
  2. Den Arbeitsbereich Part aktivieren.
  3. Einen Würfel erstellen.
  4. Seine Abmessungen wie folgt ändern:
    1. Länge: 8.000 m.
    2. Breite: 1.000 m.
    3. Höhe: 1.000 m.

Wir haben nun ein Modell, mit dem wir arbeiten können.

Analyse erstellen

  1. Den Arbeitsbereich FEM aktivieren.
  2. Den Menüeintrag Modell → Analyse-Container‏‎ auswählen.

Randbedingungen und Kräfte

  1. Das Netz in der Baumansicht ausblenden.
  2. Das Originalmodell anzeigen.
  3. Randbedingung Festsetzen auswählen.
  4. Auf die Schaltfläche Hinzufügen klicken, die Rückseite des Würfelobjekts (die Fläche auf der YZ-Ebene) auswählen und OK drücken.
  5. Randbedingung Krafteinwirkung auswählen.
  6. Auf die Schaltfläche Hinzufügen klicken, die Vorderseite des Würfelobjekts (die zur Rückseite parallel liegende Fläche) und den Wert für Load [N] (Flächenlast [N]) auf 9000000 setzen.
  7. Direction (Richtung) auf -Z setzen durch Auswahl einer der Flächenkanten, die parallel zu dieser Richtung liegen.
  8. Auf OK klicken.

Wir haben jetzt die Lagerstellen und Kräfte für unsere statische Studie festgelegt.

Material

Letzte Vorbereitungen

  1. Wähle Mechanisches Material... und wähle als Material Calculix
  2. Klicke OK

Meshing

It is recommended to make a mesh as the last step in the analysis preparations due to association to a geometry in FreeCAD. Depending on FreeCAD installation, there can be Netgen or GMSH meshers, you can use any of them.

Netgen

Erstellen der Analyse

Netgen

  1. Wähle das Modell
  2. Klicke auf Neue mechanische Analyse aus dem Menü, um eine Analyse aus dem ausgewählten Objekt zu erstellen
  3. Klicke im Vernetzungsdialog auf OK

Du kannst auch ein Netz auf eine Mechanische Analyse ziehen und ablegen, die kein Netz in der Baumansicht hat.

GMSH

  1. Select the model
  2. FEM mesh from shape by Gmsh: Generates a finite element mesh for a model using Gmsh.
  3. In the meshing dialog, click Apply and OK.

Wir haben unser Objekt nun vernetzt und sind bereit, Beschränkungen und Kräfte hinzuzufügen.

Running the Solver

Standard Procedure

Ausführen des Lösers

Standardverfahren

  1. Wähle das Löserobjekt , das in der Mechanischen Analyse enthalten ist
  2. Wähle Berechnung starten aus dem Menü
  3. Wähle Calculix Eingabedatei schreiben
  4. Wähle Run Calculix
  5. Klicke Schließen

Quick Procedure

Schnellverfahren

  1. Wähle das Löserobjekt , das in der 'Mechanischen Analyse enthalten ist
  2. Klicke auf Schnellanalyse.

Analyzing Results

Ergebnisse analysieren

  1. Wähle aus dem Objektbaum das Ergebnisse Objekt
  2. Wähle Ergebnis anzeigen
  3. Wähle unter den verschiedenen Ergebnistypen, um die Ergebnisse anzuzeigen
  4. Der Schieberegler am unteren Rand kann verwendet werden, um die Darstellung des Netzes zu ändern. Auf diese Weise können wir die Verformung, die das Objekt erfährt, visualisieren, wobei zu beachten ist, dass es sich hierbei um eine Annäherung handelt.
  5. Um die Ergebnisse zu entfernen, wähle Säberungsergebnisse
Vergleich zur vorherigen Beispieldatei

Wenn du den Ergebnistyp Z Verschiebung wählst, kannst du sehen, dass der erhaltene Wert fast identisch mit dem von FreeCAD gelieferten Testbeispiel ist. Unterschiede können aufgrund der Qualität des Netzes und der Anzahl der Knoten, die es besitzt, auftreten.


Wir sind nun mit dem grundlegenden Arbeitsablauf für das FEM Modul fertig.


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