FEM CalculiX Cantilever 3D/ru: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
No edit summary
(Updating to match new version of source page)
 
(41 intermediate revisions by 4 users not shown)
Line 1: Line 1:
<languages/>
<languages/>

<div class="mw-translate-fuzzy">
{{TutorialInfo/ru
{{TutorialInfo/ru
|Topic=Finite Element Analysis
|Topic=Finite Element Analysis
Line 8: Line 10:
|Files=
|Files=
}}
}}
</div>


<span id="Introduction"></span>
== Введение ==
== Введение ==
Этот пример предназначен для того, чтобы показать, как выглядит простой анализ методом конечных элементов (МКЭ/FEA) в [[FEM_Module/ru|верстаке FEM]] в интерфейсе FreeCAD, и как можно визуализировать результаты. Показывается, как запустить (МКЭ) и как изменить значение нагрузки и направление нагрузки. Более того, поскольку файл примера предоставляется при любой установке FreeCAD, это полезная и простая проверка, позволяющая убедиться в правильности настройки верстака FEM.


Данный пример предназначен для того, чтобы показать, как выглядит простой анализ методом конечных элементов (МКЭ/FEA) в [[FEM_Workbench/ru|верстаке FEM]] в интерфейсе FreeCAD, и как можно визуализировать результаты. Показывается, как запустить (МКЭ) и как изменить значение нагрузки и направление нагрузки. Более того, поскольку файл примера предоставляется при любой установке FreeCAD, это полезная и простая проверка, позволяющая убедиться в правильности настройки верстака FEM.
[[Image:FEM_example01_pic00.jpg|700px]]


[[Image:FEM_example01_pic10.png|700px]]

<span id="Requirements"></span>
== Требования ==
== Требования ==

* Совместимая версия FreeCAD, указанная в описании учебника.
<div class="mw-translate-fuzzy">
* Ипользуйте {{MenuCommand|Справка → О FreeCAD}} для просмотра версии установленного FreeCAD
* Совместимая версия FreeCAD, указанная в описании данного руководства.
* Используйте {{MenuCommand|Справка → О FreeCAD}} для просмотра версии установленного FreeCAD
* Не требуется никакого внешнего программного обеспечения для загрузки файла примера, просмотра сетки и геометрии, а также для визуализации результатов.
* Не требуется никакого внешнего программного обеспечения для загрузки файла примера, просмотра сетки и геометрии, а также для визуализации результатов.
* Для повторного запуска FEA на вашем компьютере должно быть установлено программное обеспечение CalculiX. Возможно, решатель уже установлен вместе с FreeCAD. Если решатель CalculiX не установлен, см. [[FEM_Install | FEM Install]].
* Для повторного запуска FEA на вашем компьютере должно быть установлено программное обеспечение CalculiX. Возможно, решатель уже установлен вместе с FreeCAD. Если решатель CalculiX не установлен, см. [[FEM_Install | FEM Install]].
</div>


<span id="Set_up_the_example_file"></span>
== Настройка файла примера ==
== Настройка файла примера ==


<span id="Load_the_example_file"></span>
<div class="mw-translate-fuzzy">
=== Загрузка верстака Start ===
=== Загрузка верстака Start ===
</div>
* Запустите FreeCAD
* Должен быть загружен верстак Start


<div class="mw-translate-fuzzy">
=== Загрузить файл примера ===
* Запустите FreeCAD
* Перейдите к примерам проектов и нажмите «Загрузить пример анализа МКЭ».
* Откройте верстак Start
* Если из-за дальнейших операций некоторая геометрия, ограничения или результаты будут нарушены или удалены, просто повторите шаги, описанные выше.
</div>


[[Image:FEM_example01_pic01.jpg|700px]]
[[Image:FEM_example01_pic11.png|700px]]


<span id="Activate_the_analysis_container"></span>
=== Активация контейнера для анализа ===


<div class="mw-translate-fuzzy">
=== Активировать контейнер анализа ===
* Для работы с анализом необходимо активировать анализ.
* Для работы с анализом необходимо активировать анализ.
* В [[tree view/ru|древе проекта]] щелкните правой кнопкой мыши [[Image:FEM_Analysis.png|32px]] MechanicalAnalysis → Активировать анализ
* В [[tree view/ru|древе проекта]] щелкните правой кнопкой мыши [[Image:FEM_Analysis.png|32px]] MechanicalAnalysis → Активировать анализ
</div>


[[Image:FEM_example01_pic02.jpg|700px]]
[[Image:FEM_example01_pic12.png|700px]]


<span id="Analysis_container_and_its_objects"></span>
=== Контейнер анализа и его объекты ===
=== Контейнер для анализа и его объекты ===

<div class="mw-translate-fuzzy">
* Если анализ активирован, FreeCAD сам изменит текущую рабочую среду на FEM.
* Если анализ активирован, FreeCAD сам изменит текущую рабочую среду на FEM.
* Для статического механического анализа необходимо как минимум 5 объектов.
* Для статического механического анализа необходимо как минимум 5 объектов.
* [[Image:FEM_Analysis.png|32px]] контейнер анализа
* [[Image:FEM_Analysis.svg|32px]] контейнер анализа
# [[Image:FEM_Solver.png|32px]] решатель
# [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] решатель
# [[Image:FEM_Material.png|32px]] материал
# [[Image:FEM_MaterialSolid.svg|32px]] материал
# [[Image:FEM_FixedConstraint.png|32px]] фиксированные ограничения
# [[Image:FEM_ConstraintFixed.svg|32px]] фиксированные ограничения
# [[Image:FEM_ForceConstraint.png|32px]] ограничения силы
# [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|32px]] ограничения силы
# [[Image:FEM_Create.png|32px]] сетка МКЭ
# [[Image:FEM_FEMMesh.svg|32px]] сетка МКЭ
* Поскольку в приведённом здесь примере так же присутствуют результаты, имеется шестой объект, результаты [[Image:FEM ShowResult.png|16px]].
* Поскольку в приведённом здесь примере так же присутствуют результаты, имеется шестой объект, результаты [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px|link=FEM_ResultShow]].
</div>


<span id="Visualizing_Results"></span>
=== Визуализация результатов ===
=== Визуализация результатов ===

<div class="mw-translate-fuzzy">
* Убедитесь, что анализ активирован.
* Убедитесь, что анализ активирован.
* Убедитесь, что анализ все еще содержит объект результата, если нет, просто перезагрузите файл примера.
* Убедитесь, что анализ все еще содержит объект результата, если нет, просто перезагрузите файл примера.
Line 59: Line 81:
* Ползунок можно использовать для изменения сетки, чтобы упростить просмотр деформации.
* Ползунок можно использовать для изменения сетки, чтобы упростить просмотр деформации.
* Выберите один из различных типов результатов, чтобы просмотреть все доступные типы результатов в графическом интерфейсе пользователя.
* Выберите один из различных типов результатов, чтобы просмотреть все доступные типы результатов в графическом интерфейсе пользователя.
</div>


[[Image:FEM_example01_pic03.jpg|400px]]
[[Image:FEM_example01_pic13.png|400px]]


<span id="Purging_Results"></span>
=== Удаление результатов расчета ===


=== Очистка Результатов ===
* Убедитесь, что анализ активирован.
* Убедитесь, что анализ активирован.
* Чтобы удалить результаты, выберите значок на панели инструментов [[Image:FEM_PurgeResults.png|32px]] [[FEM ResultsPurge/ru|Purge results]].
* Чтобы удалить результаты, выберите значок на панели инструментов [[Image:FEM_PurgeResults.png|32px]] [[FEM ResultsPurge/ru|Purge results]].


<span id="Running_the_FEA"></span>
=== Запуск анализа конечных элементов ===
=== Запуск анализа конечных элементов ===

<div class="mw-translate-fuzzy">
* Дважды щелкните объект решателя в [[Tree view/ru|древе проекта]] [[Image:FEM_Solver.png|32px]].
* Дважды щелкните объект решателя в [[Tree view/ru|древе проекта]] [[Image:FEM_Solver.png|32px]].
* Убедитесь, что в [[task panel/ru|панели задач]] объекта решателя выбран статический анализ.
* Убедитесь, что в [[task panel/ru|панели задач]] объекта решателя выбран статический анализ.
Line 77: Line 104:
* Должен быть создан новый объект результата. Вы уже знаете как визуализировать результаты.
* Должен быть создан новый объект результата. Вы уже знаете как визуализировать результаты.
* Если при запуске анализа вы получаете сообщение об ошибке отсутствия исполняемого файла решателя или тому подобное, проверьте [[FEM_Install/ru|установку FEM]].
* Если при запуске анализа вы получаете сообщение об ошибке отсутствия исполняемого файла решателя или тому подобное, проверьте [[FEM_Install/ru|установку FEM]].
</div>


[[Image:FEM_example01_pic04.jpg|400px]]
[[Image:FEM_example01_pic14.png|400px]]


<span id="Running_the_FEA_the_fast_Way"></span>
=== Быстрый запуск конечноэлементного анализа ===
=== Быстрый запуск анализа конечных элементов ===
* В дереве выберите объект решателя [[Image:FEM_Solver.png|32px]] анализа [[Image:FEM_Analysis.png|32px]].

<div class="mw-translate-fuzzy">
* В древе проекта выберите объект решателя [[Image:FEM_Solver.png|32px]] анализа [[Image:FEM_Analysis.png|32px]].
* На панели инструментов значка щелкните [[Image:FEM_RunCalculiXccx.png|32px]] [[FEM_SolverRun/ru|Quick Analysis]].
* На панели инструментов значка щелкните [[Image:FEM_RunCalculiXccx.png|32px]] [[FEM_SolverRun/ru|Quick Analysis]].
* Будет записан входной файл и запущен CalculiX, и должен быть создан объект результата.
* Будет записан входной файл и запущен CalculiX, и должен быть создан объект результата.
</div>

<span id="Changing_Load_Direction_and_Load_Value"></span>
=== Изменение прилагаемой силы и направления нагрузки ===


<div class="mw-translate-fuzzy">
=== Изменение направления и значения нагрузки ===
* В [[tree_view/ru|древе проекта]] выберите объект сетки FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]] и нажмите клавишу {{KEY|Space}}.
* В [[tree_view/ru|древе проекта]] выберите объект сетки FEM [[Image:FEM_FEMMesh.svg|32px]] и нажмите клавишу {{KEY|Space}}.
** '''Результат:''' Видимость сетки FEM будет отключена. Геометрическая модель останется видна.
** '''Результат:''' Видимость сетки FEM будет отключена. Геометрическая модель останется видна.
* В [[tree_viewдреве проекта]] дважды щелкните объект ограничения силы, чтобы открыть его [[task_panel/ru|панель задач]]
* В [[tree_view/ru|древе проекта]] дважды щелкните объект ограничения силы, чтобы открыть его [[task_panel/ru|панель задач]]
* В окне задачи измените значение нагрузки на '''500000000 N = 500 MN''' ('''Примечание:''' единица силы в окне задачи должна быть в N)
* В окне задачи измените значение нагрузки на '''500000000 N = 500 MN''' ('''Примечание:''' единица силы в окне задачи должна быть в N)
* Нажмите кнопку {{Button|Direction}}.
* Нажмите кнопку {{Button|Direction}}.
Line 95: Line 130:
* Если напряжение должно быть приложено к коробке, надо активировать Reverse Direction, щелкнув по нему.
* Если напряжение должно быть приложено к коробке, надо активировать Reverse Direction, щелкнув по нему.
* Красные стрелки силы изменят свое направление.
* Красные стрелки силы изменят свое направление.
* Нажмите в окне задачи {{Button|OK}}.
* Нажмите в окне задач {{Button|OK}}.
</div>
[[Image:FEM_example01_pic05.jpg|700px]]

* Включите [[Std ToggleVisibility/ru|видимость]] сетки FEM [[Image:FEM_Create.png|32px]], выбрав ее в дереве и нажав клавишу {{Button|Пробел}}.
[[Image:FEM_example01_pic15.png|700px]]

<div class="mw-translate-fuzzy">
* Включите [[Std ToggleVisibility/ru|видимость]] сетки FEM [[Image:FEM_FEMMesh.svg|32px]], выбрав ее в дереве и нажав клавишу {{Button|Пробел}}.
* Вы уже знаете, как запустить анализ и как визуализировать результаты.
* Вы уже знаете, как запустить анализ и как визуализировать результаты.
* Деформация по оси x должна оказаться 19,05 мм.
* В результате деформации смещение по оси x должно быть равно 19,05 мм.
</div>


[[Image:FEM_example01_pic06.jpg|400px]]
[[Image:FEM_example01_pic16.png|400px]]


<span id="What_next?"></span>
== Что дальше? ==
== Что дальше? ==

* Теперь мы закончили с основным рабочим процессом для [[FEM Module/ru|верстака FEM]].
<div class="mw-translate-fuzzy">
* Теперь вы готовы проделать второй [[FEM_tutorial/ru|учебник FEM]].
* Вы усвоили простые методы работы с [[FEM_Workbench/ru|верстаком FEM]].
* Теперь вы готовы к выполнению [[FEM_tutorial/ru|второго задания]].
* Мы создадим консоль CalculiX самостоятельно и сравним результаты с теорией балки.
* Мы создадим консоль CalculiX самостоятельно и сравним результаты с теорией балки.
</div>



{{Tutorials navi{{#translation:}}}}
{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}
{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}
{{Userdocnavi{{#translation:}}}}
{{Userdocnavi{{#translation:}}}}

Latest revision as of 13:06, 14 April 2023

Other languages:
Руководство
Тема
Finite Element Analysis
Уровень
Beginner
Время для завершения
10 minutes
Авторы
Bernd
FreeCAD версия
0.16.6377 or above
Примеры файлов
Смотрите также
None

Введение

Данный пример предназначен для того, чтобы показать, как выглядит простой анализ методом конечных элементов (МКЭ/FEA) в верстаке FEM в интерфейсе FreeCAD, и как можно визуализировать результаты. Показывается, как запустить (МКЭ) и как изменить значение нагрузки и направление нагрузки. Более того, поскольку файл примера предоставляется при любой установке FreeCAD, это полезная и простая проверка, позволяющая убедиться в правильности настройки верстака FEM.

Требования

  • Совместимая версия FreeCAD, указанная в описании данного руководства.
  • Используйте Справка → О FreeCAD для просмотра версии установленного FreeCAD
  • Не требуется никакого внешнего программного обеспечения для загрузки файла примера, просмотра сетки и геометрии, а также для визуализации результатов.
  • Для повторного запуска FEA на вашем компьютере должно быть установлено программное обеспечение CalculiX. Возможно, решатель уже установлен вместе с FreeCAD. Если решатель CalculiX не установлен, см. FEM Install.

Настройка файла примера

Загрузка верстака Start

  • Запустите FreeCAD
  • Откройте верстак Start

Активация контейнера для анализа

  • Для работы с анализом необходимо активировать анализ.
  • В древе проекта щелкните правой кнопкой мыши MechanicalAnalysis → Активировать анализ

Контейнер для анализа и его объекты

  • Если анализ активирован, FreeCAD сам изменит текущую рабочую среду на FEM.
  • Для статического механического анализа необходимо как минимум 5 объектов.
  • контейнер анализа
  1. решатель
  2. материал
  3. фиксированные ограничения
  4. ограничения силы
  5. сетка МКЭ
  • Поскольку в приведённом здесь примере так же присутствуют результаты, имеется шестой объект, результаты .

Визуализация результатов

  • Убедитесь, что анализ активирован.
  • Убедитесь, что анализ все еще содержит объект результата, если нет, просто перезагрузите файл примера.
  • Щелкните значок панели инструментов на Show result
  • В окне задач выбоерите z-Displacement. Он покажет -88.443 mm в отрицательном направлении по оси Z.
  • Это разумно, поскольку сила также направлена в отрицательном направлении оси Z.
  • Установите флажок рядом с нижним ползунком отображения смещения.
  • Ползунок можно использовать для изменения сетки, чтобы упростить просмотр деформации.
  • Выберите один из различных типов результатов, чтобы просмотреть все доступные типы результатов в графическом интерфейсе пользователя.

Удаление результатов расчета

  • Убедитесь, что анализ активирован.
  • Чтобы удалить результаты, выберите значок на панели инструментов Purge results.

Запуск анализа конечных элементов

  • Дважды щелкните объект решателя в древе проекта .
  • Убедитесь, что в панели задач объекта решателя выбран статический анализ.
  • Нажмите на запись файла .inp в том же окне задачи. Следите за окном журнала, пока оно не напечатает «запись завершена».
  • Щелкните Run CalculiX. Поскольку это очень небольшой анализ, его выполнение займет меньше секунды.
  • В текстовом окне зелеными буквами должно быть напечатано "CalculiX done!" а в следующей строке «загрузка наборов результатов...»
  • Если не было никаких сообщений об ошибках, то Вы только что закончили свой первый анализ методом конечных элементов во FreeCAD.
  • Щелкните Close в окне задачи.
  • Должен быть создан новый объект результата. Вы уже знаете как визуализировать результаты.
  • Если при запуске анализа вы получаете сообщение об ошибке отсутствия исполняемого файла решателя или тому подобное, проверьте установку FEM.

Быстрый запуск анализа конечных элементов

  • В древе проекта выберите объект решателя анализа .
  • На панели инструментов значка щелкните Quick Analysis.
  • Будет записан входной файл и запущен CalculiX, и должен быть создан объект результата.

Изменение прилагаемой силы и направления нагрузки

  • В древе проекта выберите объект сетки FEM и нажмите клавишу Space.
    • Результат: Видимость сетки FEM будет отключена. Геометрическая модель останется видна.
  • В древе проекта дважды щелкните объект ограничения силы, чтобы открыть его панель задач
  • В окне задачи измените значение нагрузки на 500000000 N = 500 MN (Примечание: единица силы в окне задачи должна быть в N)
  • Нажмите кнопку Direction.
  • На геометрической модели щелкните по одной из длинных кромок в направлении оси x.
    • Результат: Красные стрелки, показывающие силу, изменят свое направление в направлении оси x. Они указывают фиксированное направление.
  • Если напряжение должно быть приложено к коробке, надо активировать Reverse Direction, щелкнув по нему.
  • Красные стрелки силы изменят свое направление.
  • Нажмите в окне задач OK.

  • Включите видимость сетки FEM , выбрав ее в дереве и нажав клавишу Пробел.
  • Вы уже знаете, как запустить анализ и как визуализировать результаты.
  • В результате деформации смещение по оси x должно быть равно 19,05 мм.

Что дальше?

  • Вы усвоили простые методы работы с верстаком FEM.
  • Теперь вы готовы к выполнению второго задания.
  • Мы создадим консоль CalculiX самостоятельно и сравним результаты с теорией балки.