Ambiente de trabajo MEF

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El icono del Ambiente de trabajo MEF

Introducción

El Ambiente de trabajo MEF provee un moderno Método de los elementos finitos flujo de Análisis de Elementos Finitos (AEF) para FreeCAD. Principalmente estoy significa que todas las herramientas para hacer un Analisis de Elementos Finitos estan combinadas en una (GUI) Interface Grafica de Usuario.

FemWorkbench.jpg

Flujo de Trabajo

Los pasos para realizar un análisis de elementos finitos son:

  1. Preprocesamiento: configurar el problema de análisis.
    1. Modelar la geometría: crear la geometría con FreeCAD, o importarla desde otra aplicación.
    2. Crear un análisis.
      1. Añadiendo restricciones de simulación como cargas y soportes fijos al modelo geométrico.
      2. Añadiendo materiales a las partes del modelo geométrico.
      3. Creando una malla de elementos finitos para el modelo geométrico, o importándola desde una aplicación diferente.
  2. Solucionar: ejecutar un solucionador externo desde FreeCAD.
  3. Solving: ejecutando un solver externo desde FreeCAD.
  4. Postproceso: visualizando los resultados del análisis desde dentro de FreeCAD, o exportando los resultados para que puedan ser postprocesados con otra aplicación.

El Ambiente de trabajo MEF puede utilizarse en Linux, Windows y Mac OSX. Dado que el ambiente de trabajo hace uso de solucionadores externos, la cantidad de configuración manual dependerá del sistema operativo que esté utilizando. Ver Instalación de MEF para instrucciones sobre la configuración de las herramientas externas.

FEM Workbench workflow.svg

Flujo de trabajo del ambiente de trabajo MEF; el ambiente de trabajo llama a dos programas externos para realizar el mallado de un objeto sólido, y realizar la solución real del problema de elementos finitos

Menú: Modelo

  • FEM Analysis.svg Contenedor Análisis: Crea un nuevo contenedor para un análisis mecánico. Si se selecciona un sólido en la vista de árbol antes de hacer clic en él, se abrirá a continuación el diálogo de malla.

Materiales

Geometría Elementos

Restricciones electrostáticas

Restricciones Fluido

Restricciones Geométricas

Restricciónes Mecánicas

  • FEM ConstraintFixed.svg Restricción fija: Utilizada para definir una restricción fija de un punto/arista/cara.
  • FEM ConstraintForce.svg Restricción de fuerza: Utilizada para definir una fuerza en Newtons aplicada uniformemente a una cara seleccionada en una dirección definida.

Restricciónes Térmicas

Restricciones sin solucionador

Sobrescribir Constantes

Menú de Malla

Crea mallas anisotrópicas para realizar cálculos precisos cerca de los límites.

  • FEM MeshRegion.svg Region de malla MEF: Crea una(s) zona(s) localizada(s) para mallar, lo que optimiza el tiempo de análisis.
  • FEM MeshGroup.svg Grupo de malla MEF: Agrupa y etiqueta los elementos de una malla (vértice, arista, superficie), útil para exportar la malla a resolvedores externos.
  • FEM CreateNodesSet.svg Colocar nodos: Crea/define una colocacion de nodo en una malla MEF.

Menú: Solve

  • FEM SolverElmer.svg Solucionador Elmer: Crea el controlador del Solucionador para Elmer. Es independiente de otros objetos solucionadores.

Menú de Resultados

Menú: Utilidades

  • FEM Examples.svg Abrir ejemplos MEF: Abre la interfaz gráfica de usuario para acceder a los ejemplos de MEF.

Menú de contexto

  • FEM MeshClear.svg Limpiar malla MEF: Elimina el archivo de malla del archivo de FreeCAD. Útil para aligerar un archivo de FreeCAD.

Preferencias

Información

En las siguientes páginas se explican diferentes temas del ambiente de trabajo MEF.

MEF Instalación: una descripción detallada sobre cómo configurar los programas externos utilizados en el ambiente de trabajo.

Malla en MEF más información sobre la obtención de una malla para el análisis de elementos finitos.

Solucionador MEF: más información sobre los diferentes solvers disponibles en el banco de trabajo, y los que podrían utilizarse en el futuro.

MEF CalculiX: más información sobre CalculiX, el solucionador por defecto utilizado en el ambiente de trabajo para el análisis estructural.

Hormigón MEF interesante información sobre el tema de la simulación de estructuras de hormigón.

Proyecto MEF más información sobre el sistema de unidades, las limitaciones y las ideas de desarrollo y la hoja de ruta del ambiente de trabajo.

Tutoriales

Tutorial 1: MEF CalculiX Cantilever 3D; un análisis básico de los rayos de apoyo.

Tutorial 2: Tutorial MEF; un simple análisis de tensión de una estructura.

Tutorial 3: Tutorial MEF en Python; establecer el ejemplo del voladizo completamente a través de la escritura en Python, incluyendo la malla.

Tutorial 4: MEF cizalla de un bloque compuesto; ver la deformación de un bloque que está compuesto por dos materiales.

Tutorial 5: Análisis MEF transitorio

Tutorial 6: Post-proceso de los resultados de MEF con Paraview

Tutorial 7: Ejemplo MEF Capacitancia Dos Bolas; Tutorial GUI 6 de Elmer "Electrostática Capacitancia Dos Bolas" usando Ejemplos MEF.


Tutoriales de análisis termomecánico acoplado por openSIM

Video Tutorial 1 Vídeo de MEF para principiantes (incluye enlace a YouTube)

Video Tutorial 2 Vídeo de MEF para principiantes (incluye enlace a YouTube)

Más video Tutoriales anisim Software de ingeniería de código abierto (en alemán)

Extendiendo el Ambiente de trabajo MEF

The FEM Workbench is under constant development. An objective of the project is to find ways to easily interact with various FEM solvers, so that the end user can streamline the process of creating, meshing, simulating, and optimizing an engineering design problem, all within FreeCAD.

The following information is aimed at power users and developers who want to extend the FEM Workbench in different ways. Familiarity with C++ and Python is expected, and also some knowledge of the "document object" system used in FreeCAD is necessary; this information is available in the Power users hub and the Developer hub. Please notice that since FreeCAD is under active development, some articles may be too old, and thus obsolete. The most up to date information is discussed in the FreeCAD forums, in the Development section. For FEM discussions, advice or assistance in extending the workbench, the reader should refer to the FEM subforum.

Los siguientes artículos explican cómo se puede ampliar el banco de trabajo, por ejemplo, añadiendo nuevos tipos de condiciones de contorno (restricciones) o ecuaciones.

A developer's guide has been written to help power users in understanding the complex FreeCAD codebase and the interactions between the core elements and the individual workbenches. The book is hosted at github so multiple users can contribute to it and keep it updated.

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