FEM CalculiX Cantilever 3D/it: Difference between revisions
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⚫ | 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 [[FEM_Module/it|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. |
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* Una versione di FreeCAD compatibile con quella utilizzata per il tutorial. |
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* 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 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. |
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* 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 [[FEM_Install/it|Installare FEM]]. |
* 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 [[FEM_Install/it|Installare FEM]]. |
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=== Caricare l'ambiente Start === |
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==== Caricare l'ambiente Start ==== |
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* Avviare FreeCAD |
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* L'ambiente Start dovrebbe essere caricato |
* L'ambiente Start dovrebbe essere caricato |
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=== Caricare il file di esempio === |
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* Andare ai progetti di esempio e fare clic su "Carica un esempio di analisi FEM" |
* Andare ai progetti di esempio e fare clic su "Carica un esempio di analisi FEM" |
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* Se con le operazioni successive succede di rovinare o eliminare alcune geometrie, vincoli, o risultati, basta ripetere semplicemente i passaggi precedenti. |
* Se con le operazioni successive succede di rovinare o eliminare alcune geometrie, vincoli, o risultati, basta ripetere semplicemente i passaggi precedenti. |
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=== Attivare il contenitore delle analisi === |
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* Per lavorare con una analisi, prima si deve attivarla. |
* Per lavorare con una analisi, prima si deve attivarla. |
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* Nella vista ad albero fare clic destro su [[Image:Fem_Analysis.png|32px]] Analisi meccanica |
* Nella vista ad albero fare clic destro su [[Image:Fem_Analysis.png|32px]] Analisi meccanica → Attiva analisi |
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[[Image:FEM_example01_pic02.jpg|700px]] |
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* Se viene attivata l'analisi FreeCAD cambia l'ambiente corrente in FEM. |
* Se viene attivata l'analisi FreeCAD cambia l'ambiente corrente in FEM. |
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* Per eseguire un'analisi meccanica statica sono necessari almeno 5 oggetti. |
* Per eseguire un'analisi meccanica statica sono necessari almeno 5 oggetti. |
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* In questo esempio sono inclusi anche i risultati quindi c'è un sesto oggetto, cioè i risultati [[Image:FEM ShowResult.png|16px]]. |
* In questo esempio sono inclusi anche i risultati quindi c'è un sesto oggetto, cioè i risultati [[Image:FEM ShowResult.png|16px]]. |
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* Assicurarsi che l'analisi sia attivata. |
* Assicurarsi che l'analisi sia attivata. |
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* Assicurarsi che l'analisi contenga ancora l'oggetto risultato, altrimenti basta ricaricare il file di esempio. |
* Assicurarsi che l'analisi contenga ancora l'oggetto risultato, altrimenti basta ricaricare il file di esempio. |
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=== Eliminare i risultati === |
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* Assicurarsi che l'analisi sia attivata. |
* Assicurarsi che l'analisi sia attivata. |
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* Per rimuovere i risultati selezionare nella barra l'icona [[FEM_PurgeResults.png|32px]] [[FEM ResultsPurge/it|Elimina risultati]] |
* Per rimuovere i risultati selezionare nella barra l'icona [[Image:FEM_PurgeResults.png|32px]] [[FEM ResultsPurge/it|Elimina risultati]] |
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* Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto solver [[Image:FEM_Solver.png|32px]]. |
* Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto solver [[Image:FEM_Solver.png|32px]]. |
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* Nella finestra Azioni dell'oggetto risolutore accertarsi che sia selezionata l'analisi statica. |
* Nella finestra Azioni dell'oggetto risolutore accertarsi che sia selezionata l'analisi statica. |
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* Nella stessa scheda, cliccare su "Scrivi il file .inp". Attendere che nella finestra del rapporto compaia la scritta "write completed". |
* Nella stessa scheda, cliccare su "Scrivi il file .inp". Attendere che nella finestra del rapporto compaia la scritta "write completed". |
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* Cliccare su |
* Cliccare su {{Button|Esegui CalculiX}}. Poiché questa è una breve analisi dovrebbe essere eseguita in meno di un secondo. |
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* Nella finestra di testo dovrebbe essere stampato a caratteri verdi "CalculiX done!" e nella riga successiva "loading result sets ..." |
* Nella finestra di testo dovrebbe essere stampato a caratteri verdi "CalculiX done!" e nella riga successiva "loading result sets ..." |
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* Se non ci sono dei messaggi di errore si è conclusa la prima FEA in FreeCAD. |
* Se non ci sono dei messaggi di errore si è conclusa la prima FEA in FreeCAD. |
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* Cliccare su |
* Cliccare su {{Button|Chiudi}} nella scheda Azioni. |
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* Questo dovrebbe aver creato un nuovo oggetto risultato. Abbiamo già visto come visualizzare i risultati. |
* Questo dovrebbe aver creato un nuovo oggetto risultato. Abbiamo già visto come visualizzare i risultati. |
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* Se si riceve un messaggio di errore "no solver binary" o simile quando si avvia l'analisi consultare la pagina [[FEM_Install/it|FEM Install]]. |
* Se si riceve un messaggio di errore "no solver binary" o simile quando si avvia l'analisi consultare la pagina [[FEM_Install/it|FEM Install]]. |
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[[Image:FEM_example01_pic04.jpg|400px]] |
[[Image:FEM_example01_pic04.jpg|400px]] |
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=== Eseguire velocemente la FEA === |
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* Viene scritto il file Calculix di input, viene attivato Calculix e viene creato l'oggetto risultato. |
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=== Modificare la Direzione e il Valore del carico === |
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* The Calculix input file will be written, CalculiX will be triggered and the result object should be created. |
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==== Modificare la Direzione e il Valore del carico ==== |
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* Nella vista ad albero selezionare l'oggetto mesh FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]] e premere il tasto spazio. |
* Nella vista ad albero selezionare l'oggetto mesh FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]] e premere il tasto spazio. |
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* L'oggetto mesh FEM viene nascosto, e rimane visibile solo il modello geometrico. |
** '''Risultato:''' L'oggetto mesh FEM viene nascosto, e rimane visibile solo il modello geometrico. |
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* Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto "Vincolo forza" per aprire la sua finestra Azioni. |
* Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto "Vincolo forza" per aprire la sua finestra Azioni. |
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* Nella finestra Azioni cambiare il valore del carico 500000000 N = 500 MN (nella finestra Azioni l'unità di misura della forza deve essere in N) |
* Nella finestra Azioni cambiare il valore del carico 500000000 N = 500 MN (nella finestra Azioni l'unità di misura della forza deve essere in N) |
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* Cliccare sul pulsante Direzione. |
* Cliccare sul pulsante {{Button|Direzione}}. |
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* Sul modello geometrico Cliccare su uno dei bordi lunghi in direzione x. |
* Sul modello geometrico Cliccare su uno dei bordi lunghi in direzione x. |
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* Le frecce rosse della forza cambiano direzione e si orientano in direzione x. Esse mostrano la direzione fissata. |
** '''Risultato:''' Le frecce rosse della forza cambiano direzione e si orientano in direzione x. Esse mostrano la direzione fissata. |
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* Dato che la tensione deve essere applicata nel verso opposto bisogna attivare il controllo "Reverse direction". |
* Dato che la tensione deve essere applicata nel verso opposto bisogna attivare il controllo "Reverse direction". |
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* Le frecce rosse della forza cambiano il loro verso. |
* Le frecce rosse della forza cambiano il loro verso. |
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* Fare clic su OK nella finestra delle Azioni. |
* Fare clic su {{Button|OK}} nella finestra delle Azioni. |
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[[Image:FEM_example01_pic05.jpg|700px]] |
[[Image:FEM_example01_pic05.jpg|700px]] |
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* Attivare la visibilità della mesh FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]] selezionandola nella vista ad albero e premendo il tasto spazio. |
* Attivare la visibilità della mesh FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]] selezionandola nella vista ad albero e premendo il tasto spazio. |
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[[Image:FEM_example01_pic06.jpg|400px]] |
[[Image:FEM_example01_pic06.jpg|400px]] |
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* Ora si è pronti per eseguire il secondo [[FEM_tutorial/it|Tutorial di FEM]]. |
* Ora si è pronti per eseguire il secondo [[FEM_tutorial/it|Tutorial di FEM]]. |
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* Creeremo da soli un Calculix di una trave a sbalzo e confronteremo i risultati con la teoria delle travi. |
* Creeremo da soli un Calculix di una trave a sbalzo e confronteremo i risultati con la teoria delle travi. |
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Revision as of 21:13, 16 August 2020
Tutorial |
Argomento |
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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
- Una versione di FreeCAD compatibile con quella utilizzata per il tutorial.
- La versione installata può essere verificata nel menu Aiuto → Informazioni su FreeCAD.
- 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
- un solutore
- un materiale
- File:Fem ConstraintFixed.png un vincolo fissaggio
- File:Fem ConstraintForce.png un vincolo forza
- File:FEM Create.png un oggetto mesh FEM
Visualizzare i risultati
- Assicurarsi che l'analisi sia attivata.
- Assicurarsi che l'analisi contenga ancora l'oggetto risultato, altrimenti basta ricaricare il file di esempio.
- Nella barra degli strumenti fare clic sull'icona Mostra risultati
- Nella scheda Azioni scegliere z-Displacement. Mostra -88.443 mm nella direzione z negativo.
- Questo ha senso dal momento che anche la forza è in direzione Z negativo.
- Attivare la casella di controllo "Mostra", a fianco del cursore in basso per visualizzare lo spostamento.
- Il cursore può essere utilizzato per modificare la mesh e visualizzare la deformazione in modo semplificato.
- Scegliere tra i diversi tipi di risultati per vedere nella GUI tutti i tipi di risultati disponibili.
Eliminare i risultati
- Assicurarsi che l'analisi sia attivata.
- Per rimuovere i risultati selezionare nella barra l'icona Elimina risultati
Eseguire la FEA
- Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto solver .
- Nella finestra Azioni dell'oggetto risolutore accertarsi che sia selezionata l'analisi statica.
- Nella stessa scheda, cliccare su "Scrivi il file .inp". Attendere che nella finestra del rapporto compaia la scritta "write completed".
- Cliccare su Esegui CalculiX. Poiché questa è una breve analisi dovrebbe essere eseguita in meno di un secondo.
- Nella finestra di testo dovrebbe essere stampato a caratteri verdi "CalculiX done!" e nella riga successiva "loading result sets ..."
- Se non ci sono dei messaggi di errore si è conclusa la prima FEA in FreeCAD.
- Cliccare su Chiudi nella scheda Azioni.
- Questo dovrebbe aver creato un nuovo oggetto risultato. Abbiamo già visto come visualizzare i risultati.
- Se si riceve un messaggio di errore "no solver binary" o simile quando si avvia l'analisi consultare la pagina FEM Install.
Eseguire velocemente la FEA
- Nella vista ad albero selezionare l'oggetto risolutore dell'analisi .
- Nella barra degli strumenti cliccare sull'icona Analisi rapida.
- Viene scritto il file Calculix di input, viene attivato Calculix e viene creato l'oggetto risultato.
Modificare la Direzione e il Valore del carico
- Nella vista ad albero selezionare l'oggetto mesh FEM File:FEM Create.png e premere il tasto spazio.
- Risultato: L'oggetto mesh FEM viene nascosto, e rimane visibile solo il modello geometrico.
- Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto "Vincolo forza" per aprire la sua finestra Azioni.
- Nella finestra Azioni cambiare il valore del carico 500000000 N = 500 MN (nella finestra Azioni l'unità di misura della forza deve essere in N)
- Cliccare sul pulsante Direzione.
- Sul modello geometrico Cliccare su uno dei bordi lunghi in direzione x.
- Risultato: Le frecce rosse della forza cambiano direzione e si orientano in direzione x. Esse mostrano la direzione fissata.
- Dato che la tensione deve essere applicata nel verso opposto bisogna attivare il controllo "Reverse direction".
- Le frecce rosse della forza cambiano il loro verso.
- Fare clic su OK nella finestra delle Azioni.
- Attivare la visibilità della mesh FEM File:FEM Create.png selezionandola nella vista ad albero e premendo il tasto spazio.
- Abbiamo già visto come attivare un'analisi e come visualizzare i risultati.
- La deformazione in direzione x dovrebbe essere di 19.05 mm.
Cos'altro ?
- Il flusso di lavoro di base per l'ambiente 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.
FEM
- 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
- 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
- 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
- Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types
User documentation
- Getting started
- Installation: Download, Windows, Linux, Mac, Additional components, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Basics: About FreeCAD, Interface, Mouse navigation, Selection methods, Object name, Preferences, Workbenches, Document structure, Properties, Help FreeCAD, Donate
- Help: Tutorials, Video tutorials
- Workbenches: Std Base, Arch, Assembly, CAM, Draft, FEM, Inspection, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Start, Surface, TechDraw, Test Framework, Web
- Hubs: User hub, Power users hub, Developer hub