FEM Tutorium
Tutorium |
Thema |
---|
Finite Element Analyse |
Niveau |
Anfänger |
Zeit zum Abschluss |
10 Minuten + Löserzeit |
Autoren |
Drei |
FreeCAD-Version |
0.16.6700 oder höher |
Beispieldateien |
Siehe auch |
None |
Einführung
Dieses Tutorium soll den Leser in den grundlegenden Arbeitsablauf des FEM Arbeitsbereichs sowie in die meisten Werkzeuge einführen, die zur Durchführung einer statischen Analyse zur Verfügung stehen.
Anforderungen
- FreeCAD Version 0.16.6700 oder höher
- Netgen und/oder GMSH ist auf dem System installiert
- Im Falle von GMSH installiere Makro GMSH aus dem Erweiterungsverwalter, entwickelt von psicofil.
- Calculix ist auf dem System installiert
- Der Leser verfügt über die Grundkenntnisse zur Verwendung der Part und PartDesign Arbeitsbereich
Prozedur
Modellierung
In diesem Beispiel wird ein Würfel als Studienobjekt verwendet, aber stattdessen können auch Modelle verwendet werden, die in den Part oder PartDesign Arbeitsbereichen erstellt wurden.
- Erstelle ein neues Dokument
- Aktiviere den Formteil Arbeitsbereichs
- Erstelle einen Würfel
- Ändere seine Abmessungen wie folgt:
- Höhe: 1.000 mm
- Länge: 8.000 mm
- Breite: 1.000 mm
Wir haben nun ein Modell, mit dem wir im Folgenden arbeiten können.
Erstellen der Analyse
Netgen
- Wähle das Modell
- Klicke auf Neue mechanische Analyse aus dem Menü, um eine Analyse aus dem ausgewählten Objekt zu erstellen
- 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
Die Verwendung des Makros von psicofil wird empfohlen und wird für dieses Beispiel verwendet.
- Aktiviere das Makro
- Wähle das Objekt aus, das du verwenden möchtest, in diesem Fall unseren Wüprfel
- Hake das Kästchen Mechanische Analyse aus dem Netz erstellen an
- Klicke auf OK
Wir haben unser Objekt nun vernetzt und sind bereit, Beschränkungen und Kräfte hinzuzufügen.
Beschränkungen und Kräfte
- Blende das Netz in der Baumansicht aus.
- Zeige das Originalmodell
- Wähle Erstelle Feste FEM Beschränkung
- Wähle die Rückseite des Würfels (Fläche auf der YZ Achse) und klicke auf OK
- Wähle Erstelle FEM Kraftbeschränkung
- Wähle die Vorderseite des Würfels (die Seite parallel zur Rückseite) und setze den Wert Flächenbelastung auf 9000000,00
- Setze die Richtung auf -Z, durch Anwahl einer der Flächenkanten parallel zu dieser Richtung.
- Klicke auf OK.
Wir haben jetzt die Beschränkungen und Kräfte für unsere statische Studie festgelegt.
Letzte Vorbereitungen
- Wähle Mechanisches Material... und wähle als Material Calculix
- Klicke OK
Ausführen des Lösers
Standardverfahren
- Wähle das Löserobjekt , das in der Mechanischen Analyse enthalten ist
- Wähle Berechnung starten aus dem Menü
- Wähle Calculix Eingabedatei schreiben
- Wähle Run Calculix
- Klicke Schließen
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.
Wir sind nun mit dem grundlegenden Arbeitsablauf für das FEM Modul fertig.
- Materials: Solid, Fluid, Nonlinear mechanical, Reinforced (concrete); Material editor
- Element geometry: Beam (1D), Beam rotation (1D), Shell (2D), Fluid flow (1D)
Constraints
- Electromagnetic: Electrostatic potential, Current density, Magnetization
- Geometrical: Plane rotation, Section print, Transform
- Mechanical: Fixed, Displacement, Contact, Tie, Spring, Force, Pressure, Centrif, Self weight
- Thermal: Initial temperature, Heat flux, Temperature, Body heat source
- Overwrite Constants: Constant vacuum permittivity
- Solve: CalculiX Standard, Elmer, Mystran, Z88; Equations: Deformation, Elasticity, Electrostatic, Electricforce, Magnetodynamic, Magnetodynamic 2D, Flow, Flux, Heat; Solver: Solver control, Solver run
- Results: Purge, Show; Postprocessing: Apply changes, Pipeline from result, Warp filter, Scalar clip filter, Function cut filter, Region clip filter, Contours filter, Line clip filter, Stress linearization plot, Data at point clip filter, Filter function plane, Filter function sphere, Filter function cylinder, Filter function box
- Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types
- Erste Schritte
- Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzlicher Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Programmeinstellungen, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, Hilf FreeCAD, Spende
- Hilfe: Tutorien, Video Tutorien
- Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, CAM, Draft, FEM, Inspection, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework