FEM Анализ деформации консольной балки 3D (CalculiX)

Other languages:

Тема
Руководство
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

Этот 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 учебника.
Ипользуйте 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
Должен быть загружен верстак Start

Загрузить файл примера

Перейдите к примерам проектов и нажмите «Загрузить пример анализа МКЭ».
Если из-за дальнейших операций некоторая геометрия, ограничения или результаты будут нарушены или удалены, просто повторите шаги, описанные выше.

Активировать контейнер анализа

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

Контейнер 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

решатель
материал
фиксированные ограничения
ограничения силы
File:FEM Create.png 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.

Очистка Результатов

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

Запуск анализа конечных элементов

Дважды щелкните объект решателя в Tree viewдреве проекта File:FEM Solver.png 32px.
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 конечноэлементного анализа

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

Changing Load Direction and Load Value

In tree view select the FEM mesh object File:FEM Create.png and press the Space key.
- Result: 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 panel
In the task window change the load value to 500000000 N = 500 MN (Note: force unit in task window has to be in N)
Click on the Direction button.
On the geometrical model click on one of the long edges in x-direction.
- Result: The red arrowsnthat illustrate force will change their direction in x-direction. They indicate 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.

Что дальше?

Теперь мы закончили с основным рабочим процессом для верстака FEM.
Теперь вы готовы проделать второй учебник FEM.
Мы создадим консоль CalculiX самостоятельно и сравним результаты с теорией балки.

Template:Tutorials navi/ru