FEM CalculiX Cantilever 3D/it

Tutorial
Argomento
Analisi Elementi Finiti
Livello di difficoltà
Base
Tempo di esecuzione
10 minuti
Autori
Bernd
Versione di FreeCAD
0.16.6377 o superiore
Files di esempio
Vedere anche
Nessuno

Introduzione

Questo esempio ha lo scopo di mostrare come appare una semplice analisi degli elementi finiti (FEA) e in che modo i risultati possono essere visualizzati nel modulo FEM di FreeCAD. Viene mostrato come attivare una FEA e come modificare il valore e la direzione del carico. Inoltre, poiché il file di esempio è fornito con tutte le installazioni di FreeCAD, è facile verificare se il modulo FEM è impostato correttamente.

Requisiti

• FreeCAD versione = 0.16.6377 o superiore.
• La versione può essere verificata nel menu Aiuto -> Informazioni su FreeCAD. Il numero di revisione deve essere superiore a 6377
• Per caricare il file di esempio non è necessario nessun altro software esterno, e neppure per visualizzare la mesh o la geometria, o per visualizzare i risultati.
• Per poter rieseguire l'analisi FEA è necessario che il software risolutore Calculix sia installato. Probabilmente il risolutore è già stato installato con FreeCAD. Se non è installato vedere la pagina Installare FEM.

Impostare il file di esempio

Caricare l'ambiente Start

• Avviare FreeCAD
• L'ambiente Start dovrebbe essere caricato

Caricare il file di esempio

• Andare ai progetti di esempio e fare clic su "Carica un esempio di analisi FEM"
• Se con le operazioni successive succede di rovinare o eliminare alcune geometrie, vincoli, o risultati, basta ripetere semplicemente i passaggi precedenti.

Attivare il contenitore delle analisi

• Per lavorare con una analisi, prima si deve attivarla.
• Nella vista ad albero fare clic destro su Analisi meccanica --> Attiva analisi

Il contenitore Analisi e suoi oggetti

• Se viene attivata l'analisi FreeCAD cambia l'ambiente corrente in FEM.
• Per eseguire un'analisi meccanica statica sono necessari almeno 5 oggetti.
• contenitore dell'analisi

1. File:Fem Solver.png un solutore
2. File:Fem Material.png un materiale
3. File:Fem ConstraintFixed.png un vincolo fissaggio
4. File:Fem ConstraintForce.png un vincolo forza
5. File:Fem FemMesh.png un oggetto mesh FEM

• In questo esempio sono inclusi anche i risultati quindi c'è un sesto oggetto, cioè i risultati File:Fem Result.png.

Visualizing Results

• Be sure the analysis is activated.
• Be sure the analysis still contains the result object, if not just reload the example file.
• Click in icon toolbar on Show result
• In task window choose z-Displacement. It shows -88.443 mm in negative z-direction.
• This makes sense since the force is in negative z-direction as well.
• Activate the check box besides the bottom slider of displacement show.
• The slider can be used to alter the mesh to view the deformation in a simplified manner.
• Choose among the different Result types to view all in the GUI available result types.

Purging Results

• Be sure the analysis is activated.
• To remove the results select in the icon toolbar Purge results

Running the FEA

• In Tree view double click on the solver object .
• In task window of the solver object make sure static analysis is selected.
• Click on write .inp file in the same task window. Watch the log window until it prints "write completed."
• Click on Run CalculiX. Since this is a very small analysis it should take less than a second to run.
• In the text window it should print in green letters "CalculiX done!" and in the next line "loading result sets ..."
• You just have finished your first FEA in FreeCAD if there has not been any error message.
• Click on Close in the task window.
• A new result object should be created. You know how to visualize the results already.
• If you get an error message no solver binary or similar when triggering the analysis check FEM Install.

Running the FEA the fast Way

• In tree view select the solver object of the analysis .
• In the icon toolbar click on Quick Analysis.
• The Calculix input file will be written, CalculiX will be triggered and the result object should be created.

Changing Load Direction and Load Value

• In tree view select the FEM mesh object File:FEM Create.png and press the space key.
• The visibility of the FEM mesh will be turned off. The geometrical model is still visible.
• In tree view double click on the force constraint object to open its task window.
• In the task window change the load value to 500000000 N = 500 MN (force unit in task window has to be in N)
• Click on Button Direction.
• On the geometrical model click on on of the long edges in x-direction.
• The red arrows of the force will change their direction in x-direction. They show to the fixed direction.
• Since tension should be applied to the box the Reverse Direction needs to be triggered by clicking on it.
• The red arrows of the force will change their direction.
• Click on OK in task window.

• Turn the visibility of the FEM mesh File:FEM Create.png 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.

Cos'altro ?

• Il flusso di lavoro di base per il Modulo FEM è finito.
• Ora si è pronti per eseguire il secondo Tutorial di FEM.
• Creeremo da soli un Calculix di una trave a sbalzo e confronteremo i risultati con la teoria delle travi.