FEM CalculiX/it

Introduzione

Questa pagina raccoglie le informazioni sul risolutore di elementi finiti CalculiX, il risolutore predefinito per l'analisi strutturale e termo-meccanica nell'ambiente FEM a partire da FreeCAD 0.17. A seconda del sistema operativo su cui si sta lavorando, è necessario installare CalculiX prima di eseguire la prima simulazione. Si prega di consultare Installare FEM.

Il risolutore è in grado di eseguire calcoli lineari e non lineari, per problemi statici, dinamici e termici. Il risolutore funziona su un file di input Abaqus (.inp), il che significa che può essere utilizzato con diversi pre-processori che supportano questo formato. Il programma include un proprio preprocessore grafico che, tuttavia, non viene utilizzato da FreeCAD, ma solo dal risolutore.

CalculiX è progettato per funzionare su piattaforme Unix come Linux e Irix ma anche su MS-Windows. CalculiX è stato sviluppato dagli ingegneri di MTU Aero Engines, Monaco di Baviera, Germania, per assisterli nella progettazione di macchinari come le turbine a getto. Il software è attualmente rilasciato al pubblico secondo i termini della GPL versione 2.

Integrazione con FreeCAD

L'interazione tra l'ambiente FEM e CalculiX avviene attraverso la scrittura e la lettura di file di testo. La sequenza delle operazioni è la seguente:

1. Viene creato un file di input CalculiX con i dettagli necessari per eseguire la simulazione.
2. Viene avviato il risolutore CalculiX con questo file di input.
3. Viene registrato l'output del solutore.
4. Vengono letti i file di output del risolutore, se disponibili.

Lo strumento FEM Control Solver gestisce l'intero processo. L'interazione dell'utente nel processo è possibile.

Interfaccia di Pre-processo

Il file di input che CalculiX utilizza può essere preparato e modificato prima dell'avvio del solver. Le unità utilizzate nel file di input sono indipendenti dalle unità impostate in FreeCAD; sono sempre millimetri (mm) e Newton (N).

(Da fare: controllare questo. Cosa succede con la mesh se in FreeCAD si usa inch? Siccome è stata introdotta la densità, con questo abbiamo kg e s, e non più N?! Cosa ne pensate di questo?!)

L'interfaccia di CalculiX supporta i seguenti oggetti:

Elementi FEM

• Tet4 and Tet10
• S3 and S6
• B31 and B32
• e quelli descritti in FEM Mesh CalculiX

Analisi

• Analisi statica lineare
• Analisi delle frequenze
• Analisi termo-strutturale accoppiata

Materiali

• Materiale isotropo elastico lineare (uniforme in tutte le direzioni)
• Materiale multiplo è in fase di sviluppo

Interfaccia di post-processo

L'ambiente FEM può leggere lo stress risultante (Von Mises) e tutti gli spostamenti.

FEM

• FEM Analysis

• 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

• Fluid: Initial flow velocity, Initial pressure, Flow velocity

• 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

---

• Mesh: Mesh Netgen, Mesh GMSH, Mesh boundary layer, Mesh region, Mesh group, Nodes set, Mesh to mesh

• 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

• Utilities: Clipping plane, Remove clipping planes, Open FEM examples; Mesh clear, Mesh display info

---

• Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types