FEM : CalculiX Cantilever 3D

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Base ExampleCommandModel.png Tutoriel
Thème
Analyse par Éléments finis
Niveau
Débutant
Temps d'exécution estimé
10 minutes
Auteur(s)
Bernd
Version de FreeCAD
0.16.6377 ou au-dessus
Fichier(s) exemple(s)


Introduction

Cet exemple est destiné à montrer à quoi ressemble une analyse par éléments finis simple (FEA) dans l'Atelier FEM de FreeCAD dans l'interface FreeCAD et comment les résultats peuvent être visualisés. Il illustre comment déclencher un FEA et comment changer la valeur et la direction de la charge. De plus, étant donné que le fichier d'exemple est fourni avec toute installation de FreeCAD, c'est une vérification utile et facile à exécuter dans le but de vérifier si l'Atelier FEM est correctement configuré.

FEM example01 pic00.jpg

Exigences =

  • Une version compatible de FreeCAD désignée dans l'aperçu du tutoriel.
    Utilisez la Aide → À propos de FreeCAD pour voir la version de FreeCAD installée
  • Aucun logiciel externe n'est nécessaire pour charger le fichier d'exemple, afficher le maillage et la géométrie ainsi que pour visualiser les résultats.
  • Pour relancer le FEA, le logiciel Solver CalculiX doit être installé sur votre ordinateur. Probablement le solveur a déjà été installé avec FreeCAD. Si le solveur CalculiX n'est pas installé, voir Installation FEM .

Configurer le fichier d'exemple

Charger l'Atelier Démarrage

  • Démarrez FreeCAD
  • L'Atelier Démarrage doit être chargé

Charger le fichier exemple

  • Accédez aux exemples de projets et cliquez sur "Charger un exemple d'analyse FEM"
  • Si en raison d'opérations ultérieures, certaines géométries, contraintes ou résultats sont interrompus ou supprimés, répétez simplement les étapes ci-dessus.

FEM example01 pic01.jpg


Activer le conteneur d'analyse

  • Pour travailler avec une analyse, celle-ci doit être activée.
  • Dans la vue en arborescence cliquez droit sur FEM Analysis.png MechanicalAnalysis → Activate analysis

FEM example01 pic02.jpg

Conteneur d'analyse et ses objets

  • Si l'analyse est activée, FreeCAD lui-même changera l'espace de travail actuel en FEM.
  • Il existe au moins les 5 objets nécessaires pour effectuer une analyse mécanique statique.
  • FEM Analysis.png conteneur d'analyse
  1. FEM Solver.png un solveur
  2. FEM Material.png un matériau
  3. FEM FixedConstraint.png une contrainte fixée
  4. FEM ForceConstraint.png une contrainte de force
  5. FEM Create.png un maillage FEM
  • Puisque dans l'exemple ici les résultats sont inclus, il y a un sixième objet, les résultats FEM ShowResult.png.

Visualisation des résultats

  • Assurez-vous que l'analyse est activée.
  • Assurez-vous que l'analyse contient toujours l'objet résultant, sinon reculez le fichier d'exemple.
  • Cliquez dans l'icône de la barre d'outils FEM ShowResult.png Afficher Résultat
  • Dans la fenêtre de tâches, choisissez Déplacement Z. Il montre -88.443 mm dans la direction Z négative.
  • Cela a du sens puisque la force est également dans la direction Z négative.
  • Activez la case à cocher Show Displacement.
  • Le curseur peut être utilisé pour modifier le maillage pour voir la déformation de manière simplifiée.
  • Choisissez parmi les différents types de résultats pour afficher tous les types de résultats disponibles dans l'Interface Graphique Utilisateur.

FEM example01 pic03.jpg


Purger les Resultats

  • Assurez-vous que l'analyse est activée.
  • Pour supprimer les résultats, sélectionnez l'icône dans la barre d'outils de FEM PurgeResults.png Purger les résultats

Exécuter la FEA

  • Dans la vue en arborescence double-cliquez sur l'objet solveur FEM Solver.png.
  • Dans la fenêtre des tâches de l'objet solveur, assurez-vous que l'analyse statique est sélectionnée.
  • Cliquez sur le fichier d'écriture .inp dans la même fenêtre de tâches. Regardez la fenêtre de journal jusqu'à ce qu'elle imprime "écriture terminée".
  • Cliquez sur Run CalculiX. Comme il s'agit d'une très petite analyse, il faudrait moins d'une seconde pour s'exécuter.
  • Dans la fenêtre de texte, il doit imprimer en lettres vertes "CalculiX done!" et dans la ligne suivante "chargement des jeux de résultats ..."
  • Vous avez terminé votre premier FEA dans FreeCAD s'il n'y a pas eu de message d'erreur.
  • Cliquez sur Close dans la fenêtre de tâches.
  • Un nouvel objet de résultat devrait être créé. Vous savez déjà comment visualiser les résultats .
  • Si vous obtenez un message d'erreur sans solveur binaire ou similaire lors du déclenchement de la vérification d'analyse, voir Installation de FEM.

FEM example01 pic04.jpg

Exécuter Rapidement la FEA

  • Dans l'arborescence, sélectionnez l'objet solveur FEM Solver.png de l'analyse FEM Analysis.png.
  • Dans la barre d'outils de l'icône, cliquez sur FEM RunCalculiXccx.png Analyse rapide.
  • Le fichier de saisie Calculix sera écrit, CalculiX sera déclenché et l'objet résultant devrait être créé.

Modification de la direction de la charge et de la valeur celle-ci

  • Dans la vue en arborescence sélectionnez l'objet FEM mesh FEM Create.png et appuyez sur la touche Espace.
    • Résultat: la visibilité de la maille FEM sera désactivée. Le modèle géométrique est encore visible.
  • Dans la vue en arborescence double-cliquez sur l'objet de contrainte de force pour ouvrir sa fenêtre de tâches.
  • Dans la fenêtre de tâches, modifiez la valeur de charge à 500000000N=500MN (Remarque: l'unité de force dans la fenêtre de tâche doit être en N)
  • Cliquez sur le bouton Direction.
  • Sur le modèle géométrique, cliquez sur l'un des bords longs dans la direction x.
  • Les flèches rouges de la force changent de direction dans la direction x. Ils montrent la direction fixée.
  • Comme la tension doit être appliquée à la boîte, la Direction inverse doit être déclenchée en cliquant dessus.
  • Résultat: Les flèches rouges qui illustrent la force changeront leur direction dans la direction x. Ils indiquent la direction fixe.
  • Cliquez sur OK dans la fenêtre de tâches.

FEM example01 pic05.jpg

  • Modifiez la visibilité de la maille FEM FEM Create.png en la sélectionnant dans l'arborescence et en appuyant sur la touche Espace.
  • Vous savez déjà comment déclencher une analyse et comment visualiser les résultats.
  • La déformation dans la direction x doit être de 19,05 mm.

FEM example01 pic06.jpg

Et ensuite?

  • Nous avons maintenant terminé le de travail de base pour l'Atelier FEM.
  • Vous êtes maintenant prêt à faire le deuxième tutoriel FEM.
  • Nous créerons nous-même le CalculiX cantilever et comparerons les résultats avec la théorie de la poutre.