FEM CalculiX Cantilever 3D/ru

From FreeCAD Documentation
Jump to navigation Jump to search
This page is a translated version of the page FEM CalculiX Cantilever 3D and the translation is 14% complete.
Outdated translations are marked like this.
Other languages:
Deutsch • ‎English • ‎español • ‎français • ‎italiano • ‎polski • ‎română • ‎русский

Введение

Введение

Этот пример предназначен для того, чтобы показать, как выглядит простой анализ методом конечных элементов (МКЭ/FEA) в верстаке FEM в интерфейсе FreeCAD, и как можно визуализировать результаты. Показывается, как запустить (МКЭ) и как изменить значение нагрузки и направление нагрузки. Более того, поскольку файл примера предоставляется при любой установке FreeCAD, это полезная и простая проверка, позволяющая убедиться в правильности настройки верстака FEM.

FEM example01 pic00.jpg

Требования

Требования

  • Совместимая версия FreeCAD, указанная в описании учебника.
  • Ипользуйте Справка → О FreeCAD для просмотра версии установленного FreeCAD
  • Не требуется никакого внешнего программного обеспечения для загрузки файла примера, просмотра сетки и геометрии, а также для визуализации результатов.
  • Для повторного запуска FEA на вашем компьютере должно быть установлено программное обеспечение CalculiX. Возможно, решатель уже установлен вместе с FreeCAD. Если решатель CalculiX не установлен, см. FEM Install.

Настройка файла примера

Load Start Workbench

Загрузка верстака Start

  • Запустите FreeCAD
  • Должен быть загружен верстак Start

Load the example file

Загрузить файл примера

  • Перейдите к примерам проектов и нажмите «Загрузить пример анализа МКЭ».
  • Если из-за дальнейших операций некоторая геометрия, ограничения или результаты будут нарушены или удалены, просто повторите шаги, описанные выше.

FEM example01 pic01.jpg

Activate the analysis container

Активировать контейнер анализа

  • Для работы с анализом необходимо активировать анализ.
  • В древе проекта щелкните правой кнопкой мыши FEM Analysis.png MechanicalAnalysis → Активировать анализ

FEM example01 pic02.jpg

Analysis container and its objects

Контейнер анализа и его объекты

  • Если анализ активирован, FreeCAD сам изменит текущую рабочую среду на FEM.
  • Для статического механического анализа необходимо как минимум 5 объектов.
  • FEM Analysis.png контейнер анализа
  1. FEM Solver.png решатель
  2. FEM Material.png материал
  3. FEM FixedConstraint.png фиксированные ограничения
  4. FEM ForceConstraint.png ограничения силы
  5. 32px сетка МКЭ
  • Поскольку в приведённом здесь примере так же присутствуют результаты, имеется шестой объект, результаты FEM ShowResult.png.

Visualizing Results

Визуализация результатов

  • Убедитесь, что анализ активирован.
  • Убедитесь, что анализ все еще содержит объект результата, если нет, просто перезагрузите файл примера.
  • Щелкните значок панели инструментов на FEM ShowResult.png Show result
  • В окне задач выбоерите z-Displacement. Он покажет -88.443 mm в отрицательном направлении по оси Z.
  • Это разумно, поскольку сила также направлена в отрицательном направлении оси Z.
  • Установите флажок рядом с нижним ползунком отображения смещения.
  • Ползунок можно использовать для изменения сетки, чтобы упростить просмотр деформации.
  • Выберите один из различных типов результатов, чтобы просмотреть все доступные типы результатов в графическом интерфейсе пользователя.

FEM example01 pic03.jpg

Purging Results

Очистка Результатов

  • Убедитесь, что анализ активирован.
  • Чтобы удалить результаты, выберите значок на панели инструментов FEM PurgeResults.png Purge results.

Running the FEA

Запуск анализа конечных элементов

  • Дважды щелкните объект решателя в древе проекта FEM Solver.png.
  • Убедитесь, что в панели задач объекта решателя выбран статический анализ.
  • Нажмите на запись файла .inp в том же окне задачи. Следите за окном журнала, пока оно не напечатает «запись завершена».
  • Щелкните Run CalculiX. Поскольку это очень небольшой анализ, его выполнение займет меньше секунды.
  • В текстовом окне зелеными буквами должно быть напечатано "CalculiX done!" а в следующей строке «загрузка наборов результатов...»
  • Если не было никаких сообщений об ошибках, то Вы только что закончили свой первый анализ методом конечных элементов во FreeCAD.
  • Щелкните Close в окне задачи.
  • Должен быть создан новый объект результата. Вы уже знаете как визуализировать результаты.
  • Если при запуске анализа вы получаете сообщение об ошибке отсутствия исполняемого файла решателя или тому подобное, проверьте установку FEM.

FEM example01 pic04.jpg

Running the FEA the fast Way

Быстрый запуск конечноэлементного анализа

  • В древе проекта выберите объект решателя FEM Solver.png анализа FEM Analysis.png.
  • На панели инструментов значка щелкните FEM RunCalculiXccx.png Quick Analysis.
  • Будет записан входной файл и запущен CalculiX, и должен быть создан объект результата.

Changing Load Direction and Load Value

Изменение направления и значения нагрузки

  • В древе проекта выберите объект сетки FEM 32px и нажмите клавишу Space.
    • Результат: Видимость сетки FEM будет отключена. Геометрическая модель останется видна.
  • В древе проекта дважды щелкните объект ограничения силы, чтобы открыть его панель задач
  • В окне задачи измените значение нагрузки на 500000000 N = 500 MN (Примечание: единица силы в окне задачи должна быть в N)
  • Нажмите кнопку Direction.
  • На геометрической модели щелкните по одной из длинных кромок в направлении оси x.
    • Результат: Красные стрелки, показывающие силу, изменят свое направление в направлении оси x. Они указывают фиксированное направление.
  • Если напряжение должно быть приложено к коробке, надо активировать Reverse Direction, щелкнув по нему.
  • Красные стрелки силы изменят свое направление.
  • Нажмите в окне задачи OK.

FEM example01 pic05.jpg

  • Включите видимость сетки FEM 32px, выбрав ее в дереве и нажав клавишу Пробел.
  • Вы уже знаете, как запустить анализ и как визуализировать результаты.
  • Деформация по оси x должна оказаться 19,05 мм.

FEM example01 pic05.jpg

  • Toggle the visibility of the FEM mesh FEM FEMMesh.svg 'On' by selecting it in tree view and pressing the Space key.
  • You know how to trigger an analysis and how to visualize results already.
  • The deformation in x-direction should be 19.05 mm.

FEM example01 pic06.jpg

Что дальше?

Что дальше?

  • Теперь мы закончили с основным рабочим процессом для верстака FEM.
  • Теперь вы готовы проделать второй учебник FEM.
  • Мы создадим консоль CalculiX самостоятельно и сравним результаты с теорией балки.