FEM CalculiX

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Introduction

Cette page rassemble des informations sur le CalculiX solveur d'éléments finis, le solveur par défaut de l'Workbench FEM.svg atelier FEM pour l'analyse structurelle et thermo-mécanique à partir de FreeCAD 0.17. Selon le système d'exploitation que vous utilisez, vous devrez installer CalculiX avant de lancer votre première simulation. Veuillez voir Installation des composants requis pour l’atelier FEM.

Le solveur est capable de faire des calculs linéaires et non linéaires pour des problèmes statiques, dynamiques et thermiques. Le solveur opère sur un fichier Abaqus (.inp), ce qui signifie qu'il peut être utilisé avec différents pré-processeurs prenant en charge ce format. Le programme inclut son propre préprocesseur graphique qui, toutefois, n’est pas utilisé par FreeCAD, mais uniquement par le solveur lui-même.

CalculiX est conçu pour fonctionner sur les plates-formes Unix telles que les ordinateurs Linux et Irix mais également sur MS-Windows. CalculiX a été développé par des ingénieurs de MTU Aero Engines, Munich, Allemagne, pour les aider à concevoir des machines telles que des turbines à jet. Le logiciel est actuellement disponible au public selon les termes de la GPL version 2.

Intégration à FreeCAD

L'interaction entre l'atelier FEM et CalculiX s'effectue par l'écriture et la lecture de fichiers texte. La séquence des opérations est la suivante:

  1. Un fichier d'entrée CalculiX est créé avec les détails nécessaires à l'exécution de la simulation.
  2. Le solveur CalculiX est démarré avec ce fichier d'entrée.
  3. La sortie du solveur est enregistrée.
  4. Les fichiers de sortie du solveur sont lus, s’ils sont disponibles.

L'outil FEM Réglage du solveur gère l'ensemble du processus. L'interaction de l'utilisateur dans le processus est possible.

L'interface de post-traitement

Le fichier d'entrée utilisé par CalculiX peut être préparé et édité avant le démarrage du solveur. Les unités utilisées dans le fichier d'entrée sont indépendantes des unités définies dans FreeCAD; ils seront toujours millimètres (mm) et Newton (N).

(A faire: vérifiez ceci. Que se passe-t-il avec le maillage est en inch est utilisé dans FreeCAD? À mesure que la densité a été introduite, nous avons kg et s et non plus N ?! comment ça?!)

L'interface CalculiX prend en charge les objets suivants:

Eléments MEF

Analyses

  • analyse statique linéaire
  • analyse fréquencielle
  • analyse structurale thermique couplée

Matériaux

  • un matériau élastique linéaire isotrope (uniformité dans toutes les directions)
  • plusieurs matériaux sont en développement

Interface de post-traitement

Le FEM Workbench charge les résultats de CalculiX dans l'objet résultat qui contiendra :

  • Déplacements
  • Contraintes
  • Déformations
  • Déformation plastique équivalente (PEEQ) - si un matériau non linéaire a été utilisé.
  • Température - pour l'analyse thermomécanique.

FreeCAD lit les résultats du fichier *.frd qui a été créé par CaluliX. Si ces résultats contiennent plusieurs pas de temps, chaque pas de temps est importé dans FreeCAD comme un nouvel objet résultat. Le même comportement s'applique à l'analyse de fréquence ou de flambement avec de multiples valeurs propres.

Les forces de réaction se trouvent dans le fichier ccx_dat_file qui contient les composantes des forces de réaction (fx, fy, fz) pour chaque contrainte fixée et pour chaque déplacement de contrainte qui contraint les degrés de liberté de déplacement.

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