FEM CalculiX Trave a sbalzo 3D

Argomento
Tutorial
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

File:Fem Solver.png un solutore
File:Fem Material.png un materiale
File:Fem ConstraintFixed.png un vincolo fissaggio
File:Fem ConstraintForce.png un vincolo forza
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.

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 File:Fem Result.png 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 File:Fem PurgeResults.png Elimina risultati

Eseguire la FEA

Nella vista ad albero fare doppio click sull'oggetto solver File:Fem Solver.png.
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 Close 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 File:Fem Solver.png dell'analisi .
Nella barra degli strumenti cliccare sull'icona File:Fem QuickAnalysis.png Analisi rapida.
Viene scritto il file Calculix di input, viene attivato Calculix e viene creato l'oggetto risultato.

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.

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