FEM Workbench/de: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
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{{Docnav/de
{{Docnav/de
|[[Drawing Workbench/de|Arbeitsbereich Zeichnung]]
|[[Draft_Workbench/de|Arbeitsbereich Draft]]
|[[Image Workbench|Arbeitsbereich Grafik]]
|[[Inspection_Workbench/de|Arbeitsbereich Inspection]]
|IconL=Workbench_Drawing.svg
|IconL=Workbench_Draft.svg
|IconR=Workbench_Image.svg
|IconR=Workbench_Inspection.svg
}}
}}


[[Image:Workbench_FEM.svg|thumb|128px|FEM workbench icon]]
[[Image:Workbench_FEM.svg|thumb|128px|FEM Arbeitsbereichssymbol]]


{{TOCright}}
== Einleitung ==


<span id="Introduction"></span>
Der [[FEM Module/de|FEM Arbeitsbereich]] bietet einen modernen Finite Element Analyse (FEA) Arbeitsablauf für FreeCAD. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass alle Werkzeuge zur Durchführung einer Analyse in einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) zusammengefasst sind.
==Einleitung==

Der Arbeitsbereich [[FEM_Workbench/de|FEM]] ermöglicht einen modernen Arbeitsablauf zur Finite-Elemente-Analyse (FEA) innerhalb von FreeCAD, siehe [https://de.wikipedia.org/wiki/Finite-Elemente-Methode Finite-Elemente-Methode] (FEM). Dies bedeutet im Wesentlichen, dass alle Werkzeuge zur Durchführung einer Analyse in einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) zusammengefasst sind.


{{TOCright}}
[[Image:FemWorkbench.jpg|300px]]
[[Image:FemWorkbench.jpg|300px]]


<span id="Workflow"></span>
== Arbeitsablauf ==
== Arbeitsablauf ==


Die Schritte zur Durchführung einer Finite Element Analyse sind:
Die Schritte zur Durchführung einer Finite-Elemente-Analyse sind:
# Vorverarbeitung: Einrichten des Analyseproblems.
# Vorbereitung: Einrichten des Analyseproblems.
## Modellierung der Geometrie: Erstellung der Geometrie mit FreeCAD oder Import aus einer anderen Anwendung.
## Modellierung der Geometrie: Erstellung der Geometrie mit FreeCAD oder Import aus einer anderen Anwendung.
## Erstellen einer Analyse.
## Erstellen einer Analyse.
### Hinzufügen von Simulationsbeschränkungen wie Lasten und festen Stützpunkten zum geometrischen Modell.
### Hinzufügen von Simulationsrandbedingungen wie Lasten und starren Einspannungen zum geometrischen Modell.
### Hinzufügen von Materialien zu den Teilen aus dem geometrischen Modell.
### Hinzufügen von Materialien zu Teilen des geometrischen Modells.
### Erstellen eines Finite-Elemente-Netzes für das geometrische Modell oder Importieren aus einer anderen Anwendung.
### Erstellen eines Finite-Elemente-Netzes für das geometrische Modell oder Importieren eines Netzes aus einer anderen Anwendung.
# Lösen: Ausführen eines externen Lösers aus FreeCAD heraus.
# Berechnung: Ausführen eines externen Lösers aus FreeCAD heraus.
# Nachbearbeitung: Visualisierung der Analyseergebnisse aus FreeCAD heraus oder Export der Ergebnisse, damit sie mit einer anderen Anwendung nachbearbeitet werden können.
# Nachbearbeitung: Visualisierung der Analyseergebnisse aus FreeCAD heraus oder Export der Ergebnisse, damit sie mit einer anderen Anwendung nachbearbeitet werden können.


Ab FreeCAD 0.15 kann die FEM Arbeitsbereich unter Linux, Windows und Mac OSX eingesetzt werden. Da der Arbeitsbereich mit externen Lösern arbeitet, hängt der Umfang der manuellen Einrichtung von dem Betriebssystem ab, das Sie verwenden. Siehe [[FEM Install/de|FEM Einrichtung]] für Anweisungen zum Einrichten der externen Werkzeuge.
Der Arbeitsbereich FEM kann unter Linux, Windows und Mac OSX eingesetzt werden. Da der Arbeitsbereich mit externen Lösern arbeitet, hängt der Umfang der manuellen Einrichtung von dem Betriebssystem des Benutzers ab. Siehe [[FEM Install/de|FEM Einrichtung]] für Anweisungen zum Einrichten der externen Werkzeuge.


[[Image:FEM_Workbench_workflow.svg|600px]]
[[Image:FEM_Workbench_workflow.svg|600px]]


{{Caption| Arbeitsablauf des FEM Arbeitsbereichs; der Arbeitsbereich ruft zwei externe Programme auf, um die Vernetzung eines festen Objekts und die eigentliche Lösung des Finite Element Problems durchzuführen.}}
{{Caption| Arbeitsablauf des Arbeitsbereichs FEM; der Arbeitsbereich ruft zwei externe Programme auf, um die Vernetzung eines festen Objekts und die eigentliche Lösung des Finite-Elemente-Problems durchzuführen.}}


<span id="Menu:_Model"></span>
== Menü: Modell ==
==Menü Modell==


* [[Image:Fem-analysis.svg|32px]] [[FEM_Analysis/de|Analyse Container]]: Erstellt einen neuen Behälter für eine mechanische Analyse. Wenn in der Baumansicht vor dem Anklicken ein Volumenkörper ausgewählt wird, wird als nächstes der Vernetzungsdialog geöffnet.
* [[Image:FEM_Analysis.svg|32px]] [[FEM_Analysis/de|Analysebehälter]]: Erstellt einen neuen Behälter (Analysis-Objekt) für eine mechanische Analyse. Wenn in der Baumansicht vor dem Anklicken ein Festkörper ausgewählt wird, wird als nächstes der Vernetzungsdialog geöffnet.


<span id="Materials"></span>
=== Werkstoffe ===
===Werkstoffe===


* [[Image:Fem-material.svg|32px]] [[FEM_MaterialSolid/de|Material für Volumenkörper]]: Ermöglicht Dir, einen Werkstoff aus der Datenbank auszuwählen.
:* [[Image:FEM_MaterialSolid.svg|32px]] [[FEM_MaterialSolid/de|Werkstoff für Festkörper]]: Ermöglicht, einen Feststoff aus der Datenbank auszuwählen.


* [[Image:Fem-material-fluid.svg|32px]] [[FEM_MaterialFluid/de|Material für Fluid]]: Ermöglicht Dir, einen Werkstoff aus der Datenbank auszuwählen.
:* [[Image:FEM_MaterialFluid.svg|32px]] [[FEM_MaterialFluid/de|Werkstoff für Fluide]]: Ermöglicht, ein "fließendes Material" (Gas oder Flüssigkeit) aus der Datenbank auszuwählen.


* [[Image:Fem-material-nonlinear.svg|32px]] [[FEM_MaterialMechanicalNonlinear/de|Nichtlinearer mechanischer wWerkstoff]]: Ermöglicht Dir, einen Werkstoff aus der Datenbank auszuwählen.
:* [[Image:FEM_MaterialMechanicalNonlinear.svg|32px]] [[FEM_MaterialMechanicalNonlinear/de|Nichtlinearer mechanischer Werkstoff]]: Ermöglicht das Hinzufügen eines nichtlinearen mechanischen Materialmodells.


:* [[Image:FEM_MaterialReinforced.svg|32px]] [[FEM_MaterialReinforced/de|Bewehrtes Material (Beton)]]: Ermöglicht, verstärkte Werkstoffe aus der Datenbank auszuwählen, die aus einer Matrix und einer Bewehrung (Verstärkung, Armierung) bestehen.


:* [[Image:FEM_MaterialEditor.svg|32px]] [[FEM_MaterialEditor/de|Werkstoffeditor]]: Ermöglicht, den Werkstoffeditor zu öffnen, um Werkstoffe zu bearbeiten.
* image is missing [[FEM_MaterialReinforced/de|Verstärkte Werkstoffe]]: Ermöglicht es dir, verstärkte Werkstoffe auszuwählen, die aus einer Matrix und einer Verstärkung aus der Datenbank bestehen.

* [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] [[Material_editor/de|Werkstoffditor]]:Ermöglicht Dir, den Werkstoffditor zu öffnen, um Werkstoffe zu bearbeiten.


<span id="Element_Geometry"></span>
=== Elementgeometrie ===
=== Elementgeometrie ===


* [[Image:Fem-beam-section.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry1D|Beam cross section]]:
:* [[Image:FEM_ElementGeometry1D.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry1D/de|Trägerquerschnitt]]: Wird verwendet, um Querschnitte für Balkenelemente zu definieren.


* [[Image:Fem-beam-rotation.svg|32px]] [[FEM_ElementRotation1D|Beam rotation]]:
:* [[Image:FEM_ElementRotation1D.svg|32px]] [[FEM_ElementRotation1D/de|Träger Drehung]]: Wird verwendet, um Querschnitte von Balkenelementen zu drehen.


* [[Image:Fem-shell-thickness.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry2D|Shell plate thickness]]:
:* [[Image:FEM_ElementGeometry2D.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry2D/de|Wandstärke]]: Wird verwendet, um die Wandstärke für Schalenelemente festzulegen.


* [[Image:Fem-fluid-section.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D|Fluid section for 1D flow]]:
:* [[Image:FEM_ElementFluid1D.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D/de|Strömungsquerschnitt für 1D-Strömung]]: Wird verwendet, um einen FEM-Strömungsquerschnitt für pneumatische und hydraulische Netzwerke festzulegen.


<span id="Electromagnetic_boundary_conditions"></span>
=== Elektrostatische Beschränkungen ===
=== <span id="FEM_CompEmConstraints">Elektromagnetische Randbedingungen</span><!--Do not edit span id: the FEM_CompEmConstraints pages redirect here--> ===


* [[Image:fem-constraint-electrostatic-potential.svg|32px]] [[FEM_ConstraintElectrostaticPotential|Constraint electrostatic potential]]:
:* [[Image:FEM_ConstraintElectrostaticPotential.svg|32px]] [[FEM_ConstraintElectrostaticPotential/de|Elektrostatisches Potential]]: Legt ein elektrostatisches Potential fest.


:* [[Image:FEM_ConstraintCurrentDensity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintCurrentDensity/de|Randbedingung Stromdichte]]: Legt eine Stromdichte fest. {{Version/de|0.21}}
=== Fluidbeschränkungen ===


:* [[Image:FEM_ConstraintMagnetization.svg|32px]] [[FEM_ConstraintMagnetization/de|Randbedingung Magnetisierung]]: Wird zum Festlegen einer Magnetisierung verwendet. {{Version/de|0.21}}
* [[Image:Fem-constraint-initial-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialFlowVelocity|Constraint initial flow velocity]]:


<span id="Fluid_boundary_conditions"></span>
* [[Image:Fem-constraint-fluid-boundary.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFluidBoundary|Constraint fluid boundary]]:
===Randbedingungen für Fluide===


:* [[Image:FEM_ConstraintInitialFlowVelocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialFlowVelocity/de|Startbedingung Strömungsgeschwindigkeit]]: Wird verwendet, um eine anfängliche Strömungsgeschwindigkeit für einen Körper (ein Volumen) zu definieren.
* [[Image:Fem-constraint-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFlowVelocity|Constraint flow velocity]]:


:* [[Image:FEM_ConstraintInitialPressure.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialPressure/de|Startbedingung Druck]]: Wird verwendet, um einen anfänglichen Druck für einen Körper (ein Volumen) festzulegen. {{Version/de|0.21}}
=== Mechanische Beschränkungen ===


* [[Image:Fem-constraint-fixed.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFixed|Constraint fixed]]: Wird verwendet, um eine feste Beschränkung für Punkt/Kante/Fläche(n) zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintFlowVelocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFlowVelocity/de|Randbedingung Strömungsgeschwindigkeit]]: Wird verwendet, um eine Strömungsgeschwindigkeit als Grenzbedingung an einer Kante (2D) oder Fläche (3D) festzulegen.


<span id="Geometrical_analysis_features"></span>
* [[Image:Fem-constraint-displacement.svg|32px]] [[FEM_ConstraintDisplacement|Constraint displacement]]: Wird verwendet, um eine Verschiebungsbeschränkung für Punkt/Kante/Fläche(n) zu definieren.
===Geometrische Analyse-Elemente===


* [[Image:Fem-constraint-planerotation.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPlaneRotation|Constraint plane rotation]]: Wird verwendet, um eine Einschränkung der Ebenendrehung auf einer ebenen Fläche zu definieren.
* [[Image:FEM_ConstraintPlaneRotation.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPlaneRotation/de|RandbedingungEbeneDurchPunkte]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung zu erstellen, die Knoten einer ebenen Oberfläche auf derselben Ebene festhält.


* [[Image:FEM_ConstraintSectionPrint.svg|32px]] [[FEM_ConstraintSectionPrint/de|Section print feature]]: Wird zur Ausgabe der vorgegebenen "facial output variables" (Kräfte und Momente) in die Daten-Datei verwendet.
* [[Image:Fem-constraint-contact.svg|32px]] [[FEM_ConstraintContact|Constraint contact]]: Wird verwendet, um eine Kontaktbeschränkung zwischen zwei Flächen zu definieren.


* [[Image:Fem-constraint-transform.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTransform|Constraint transform]]:
* [[Image:FEM_ConstraintTransform.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTransform/de|Lokales Koordinatensystem]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Überführen auf einer Fläche festzulegen.


<span id="Mechanical_boundary_conditions_and_loads"></span>
* [[Image:Fem-constraint-force.svg|32px]] [[FEM_ConstraintForce|Constraint force]]: Wird verwendet, um eine Kraft in [N] zu definieren, die gleichmäßig auf eine wählbare Fläche in einer definierbaren Richtung wirkt.
===Mechanische Randbedingungen und Lasten===


* [[Image:Fem-constraint-pressure.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPressure|Constraint pressure]]: Wird verwendet, um eine Druckbeschränkung zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintFixed.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFixed/de|Randbedingung Festsetzen]]: Wird verwendet, um Punkte, Kanten oder Flächen festzusetzen.


* [[Image:Fem-constraint-selfweight.svg|32px]] [[FEM_ConstraintSelfWeight|Constraint self weight]]: Wird verwendet, um eine Schwerkraftbeschleunigung zu definieren, die auf ein Modell wirkt.
:* [[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|32px]] [[FEM_ConstraintDisplacement/de|Randbedingung Versatz]]: Wird verwendet, um einen Versatz für Punkte, Kanten oder Flächen festzulegen.


* [[Image:Fem-constraint-bearing.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBearing|Constraint bearing]]: Wird verwendet, um eine Lagerbeschränkung zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintContact.svg|32px]] [[FEM_ConstraintContact/de|Randbedingung Kontakt]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Kontakt zwischen zwei Flächen festzulegen.


* [[Image:Fem-constraint-gear.svg|32px]] [[FEM_ConstraintGear|Constraint gear]]: Wird verwendet, um eine Zahnradbeschränkung zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintTie.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTie/de|Randbedingung Verbinder]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Vebinder (wie ein Kleber- oder Schweißpunkt) zwischen zwei Flächen ("bonded contact") festzulegen oder, {{Version/de|0.22}}, zyklische Symmetrie.


* [[Image:Fem-constraint-pulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley|Constraint pulley]]: Wird verwendet, um eine Rollenbeschränkung zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintSpring.svg|32px]] [[FEM_ConstraintSpring/de|Feder]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Feder festzulegen. {{Version/de|0.20}}


:* [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|32px]] [[FEM_ConstraintForce/de|Kraftbelastung]]: Wird verwendet, um eine Kraft in [N] festzulegen, die gleichmäßig auf eine auswählbare Fläche in einer definierbaren Richtung wirkt.
=== Thermische Beschränkungen ===


* [[Image:Fem-constraint-InitialTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialTemperature|Constraint initial temperature]]: Wird verwendet, um die Anfangstemperatur eines Körpers zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintPressure.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPressure/de|Druckbelastung]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Druck festzulegen.


* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintHeatflux|Constraint heatflux]]: Wird verwendet, um eine Wärmestrombeschränkung auf einer Fläche(n) zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintCentrif.svg|32px]] [[FEM_ConstraintCentrif/de|Zentrifugale Last]]: Legt eine zentrifugale Last auf einen Körper fest. {{Version/de|0.20}}


* [[Image:Fem-constraint-temperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTemperature|Constraint temperature]]: Wird verwendet, um eine Temperaturbeschränkung für einen Punkt/Kante/Fläche(n) zu definieren.
:* [[Image:FEM_ConstraintSelfWeight.svg|32px]] [[FEM_ConstraintSelfWeight/de|Schwerkraft-Last]]: Wird verwendet, um eine Schwerkraftbeschleunigung festzulegen, die auf ein Modell wirkt.


<span id="Thermal_boundary_conditions_and_loads"></span>
* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBodyHeatSource|Constraint body heat source]]:
===Thermische Randbedingungen und Lasten===


:* [[Image:FEM_ConstraintInitialTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialTemperature/de|Startbedingung Temperatur]]: Wird verwendet, um die Anfangstemperatur eines Körpers festzulegen.
== Menü: Netz ==


:* [[Image:FEM_ConstraintHeatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintHeatflux/de|Wärmestrom-Last]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Wärmestrom auf einer Fläche(n) festzulegen.
* [[Image:Fem-femmesh-netgen-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshNetgenFromShape|FEM mesh from shape by Netgen]]:


:* [[Image:FEM_ConstraintTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTemperature/de|RandbedingungTemperatur]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Temperatur für einen Punkt, eine Kante oder Fläche(n) festzulegen.
* [[Image:Fem-femmesh-gmsh-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshGmshFromShape|FEM mesh from shape by GMSH]]:


:* [[Image:FEM_ConstraintBodyHeatSource.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBodyHeatSource/de|Körperwärmequelle]]: zum Festlegen von intern erzeugter Körperwärme.
* [[Image:Fem-femmesh-boundary-layer.svg|32px]] [[FEM_MeshBoundaryLayer|FEM mesh boundary layer]]:


<span id="Overwrite_Constants"></span>
* [[Image:Fem-femmesh-region.svg|32px]] [[FEM_MeshRegion|FEM mesh region]]:
===Konstanten Überschreiben===


:* [[Image:FEM_ConstantVacuumPermittivity.svg|32px]] [[FEM_ConstantVacuumPermittivity/de|ElektrischeFeldkonstante]]: Wird verwendet, um die [https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Feldkonstante elektrische Feldkonstante] (Permittivität des Vakuums) mit einem selbstgewählten Wert zu überschreiben.
* [[Image:Fem-femmesh-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshGroup|FEM mesh group]]:


<span id="Menu:_Mesh"></span>
* [[Image:Fem-femmesh-create-node-by-poly.svg|32px]] [[FEM_CreateNodesSet|Nodes set]]: Creates/defines a node set from FEM mesh.
== Menü: Netz ==


* [[Image:Fem-femmesh-to-mesh.svg|32px]] [[FEM_FemMesh2Mesh|FEM mesh to mesh]]: Convert the surface of a FEM mesh to a mesh.
* [[Image:FEM_MeshNetgenFromShape.svg|32px]] [[FEM_MeshNetgenFromShape/de|FEM Netz aus Form durch Netgen]]: Generiert ein Finite-Elemente-Netz für ein Modell mit Netgen.


* [[Image:FEM_MeshGmshFromShape.svg|32px]] [[FEM_MeshGmshFromShape/de|FEM Netz aus Form durch GMSH]]: Generiert ein Finite-Elemente-Netz für ein Modell mit Gmsh.

* [[Image:FEM_MeshBoundaryLayer.svg|32px]] [[FEM_MeshBoundaryLayer/de|FEM Netz Grenzschicht]]: Erzeugt anisotrope Netze für genaue Berechnungen in der Nähe von Grenzen.

* [[Image:FEM_MeshRegion.svg|32px]] [[FEM_MeshRegion/de|FEM Netzbereich]]: Erzeugt einen oder mehrere lokalisierte Bereiche für die Vernetzung, wodurch die Analysezeit stark optimiert wird.

* [[Image:FEM_MeshGroup.svg|32px]] [[FEM_MeshGroup/de|FEM Netzgruppe]]: Gruppiert und beschriftet Elemente eines Netzes (Knoten, Kante, Fläche) zusammen, nützlich für den Export des Netzes zu externen Lösern.

* [[Image:FEM_FemMesh2Mesh.svg|32px]] [[FEM_FemMesh2Mesh/de|FEM Netz zu Netz]]: Wandle die Oberfläche eines FEM Netzes in ein Netz um.

<span id="Menu:_Solve"></span>
== Menü: Lösen ==
== Menü: Lösen ==


* [[Image:Fem_Solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools/de|Löser Kalculix CCX Werkzeuge]]: Erstellt einen neuen Löser für diese Analyse. In den meisten Fällen wird der Löser zusammen mit der Analyse erstellt.
* [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools/de|Löser CalculiX Standard]]: Erstellt einen neuen Löser für diese Analyse.

* [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Löser Elmer]]: Erstellt die Löser-Steuerung für Elmer.

* [[Image:FEM_SolverMystran.svg|32px]] [[FEM_SolverMystran/de|Löser Mystran]]: Erstellt die Löser-Steuerung für Mystran. {{Version/de|0.20}}

* [[Image:FEM_SolverZ88.svg|32px]] [[FEM_SolverZ88/de|Löser Z88]]: Erstellt die Löser-Steuerung für Z88.

<span id="Mechanical_equations"></span>
=== <span id="FEM_CompMechEquations">Mechanische Gleichungen</span><!--Do not edit span id: the FEM_CompMechEquations pages redirect here--> ===

:* [[Image:FEM_EquationElasticity.svg|32px]] [[FEM_EquationElasticity/de|Elastizitätsgleichung]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer|Elmer]] zur Durchführung linearer mechanischer Analysen.

:* [[Image:FEM_EquationDeformation.svg|32px]] [[FEM_EquationDeformation/de|Verformung]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] zur Durchführung nicht linearer mechanischer Analysen (Verformungen). {{Version/de|0.21}}


<span id="Electromagnetic_equations"></span>
* [[Image:Fem_Solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculiX/de|Löser KalculiX]]:
=== <span id="FEM_CompEmEquations">Elektromagnetische Gleichungen</span><!--Do not edit span id: the FEM_CompEmEquations pages redirect here--> ===


:* [[Image:FEM_EquationElectrostatic.svg|32px]] [[FEM_EquationElectrostatic/de|Gleichung Elektrostatik]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] zur Durchführung elektrostatischer Analysen.
* [[Image:Fem-elmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer|Solver Elmer]]:


:* [[Image:FEM_EquationElectricforce.svg|32px]] [[FEM_EquationElectricforce/de|Gleichung elektrische Kraft]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] zur Berechnung der elektrischen Kraft auf Flächen.
* [[Image:Fem_Solver.svg|32px]] [[FEM_SolverZ88/de|Löser Z88]]:


:* [[Image:FEM_EquationMagnetodynamic.svg|32px]] [[FEM_EquationMagnetodynamic/de|Gleichung Elektrodynamik]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] für elektrodynamische Berechnungen. {{Version/de|0.21}}
* [[Image:Fem-equation-heat.svg|32px]] [[FEM_EquationHeat|Equation heat]]:


:* [[Image:FEM_EquationMagnetodynamic2D.svg|32px]] [[FEM_EquationMagnetodynamic2D/de|Gleichung Elektrodynamik 2D]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] für elektrodynamische 2D-Berechnungen. {{Version/de|0.21}}
* [[Image:Fem-equation-elasticity.svg|32px]] [[FEM_EquationElasticity|Equation elasticity]]:


* [[Image:FEM_EquationFlow.svg|32px]] [[FEM_EquationFlow/de|Gleichung Strömung]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] zur Durchführung von Strömungsanalysen.
* [[Image:Fem-equation-electrostatic.svg|32px]] [[FEM_EquationElectrostatic|Equation electrostatic]]:


* [[Image:FEM_EquationFlux.svg|32px]] [[FEM_EquationFlux/de|Gleichung Fluss]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] zur Durchführung von Fluss-Analysen.
* [[Image:Fem-equation-fluxsolver.svg|32px]] [[FEM_EquationFluxsolver|Equation fluxsolver]]:


* [[Image:FEM_EquationHeat.svg|32px]] [[FEM_EquationHeat/de|Wärmegleichung]]: Gleichung für den Löser [[Image:FEM_SolverElmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] zum Durchführen von Wärmeübertragungsanalysen.
* [[Image:Fem-equation-flow.svg|32px]] [[FEM_EquationFlow|Equation flow]]:


* [[Image:Fem-control-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverControl|Solver job control]]: Öffnet das Menü zum Einstellen und Starten des ausgewählten Lösers.
* [[Image:FEM_SolverControl.svg|32px]] [[FEM_SolverControl/de|Löser Auftragssteuerung]]: Öffnet das Menü zum Einstellen und Starten des ausgewählten Lösers.


* [[Image:Fem-run-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverRun|Solver run calculation]]: Führt den ausgewählten Solver der aktiven Analyse aus.
* [[Image:FEM_SolverRun.svg|32px]] [[FEM_SolverRun/de|Löserberechnungen ausführen]]: Führt den ausgewählten Löser der aktiven Analyse aus.


<span id="Menu:_Results"></span>
== Menü: Ergebnisse ==
== Menü: Ergebnisse ==


* [[Image:Fem-purge-results.svg|32px]] [[FEM_ResultsPurge|Results purge]]: Löscht die Ergebnisse der aktiven Analyse.
* [[Image:FEM_ResultsPurge.svg|32px]] [[FEM_ResultsPurge/de|Ergebnisse bereinigen]]: Löscht die Ergebnisse der aktiven Analyse.


* [[Image:Fem-result.svg|24px]] [[FEM_ResultShow|Result show]]: Wird verwendet, um das Ergebnis einer Analyse anzuzeigen.
* [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px]] [[FEM_ResultShow/de|Ergebnisanzeige]]: Wird verwendet, um das Ergebnis einer Analyse anzuzeigen. Dieser Dialog ist für den Löser [[FEM_SolverElmer/de|Elmer]] nicht verfügbar, da dieser Löser nur unter Verwendung von [[FEM_PostPipelineFromResult/de|NachbearbeitungPipelineVonErgebnis]] visualisiert.


* [[Image:FEM_PostApplyChanges.png|32px]] [[FEM_PostApplyChanges|Post Apply changes]]:
* [[Image:FEM_PostApplyChanges.svg|32px]] [[FEM_PostApplyChanges/de|Änderungen auf die Pipeline anwenden]]: Aktiviert oder Deaktiviert, ob Änderungen an der Ergebnis-Pipeline und den Filtern unmittelbar angewendet werden


* [[Image:Fem-data.svg|32px]] [[FEM_PostPipelineFromResult|Post Pipeline from result]]:
* [[Image:FEM_PostPipelineFromResult.svg|32px]] [[FEM_PostPipelineFromResult/de|Pipeline aus Ergebnis buchen]]: Wird verwendet, um eine neue grafische Darstellungen von FEM-Analyseergebnissen (Farbskala und weitere Darstellungsoptionen) hinzuzufügen.


* [[Image:FEM_PostFilterWarp.svg|32px]] [[FEM_PostFilterWarp/de|Warp Filter]]: zum Darstellen der skaliert verzerrten Form eines Modells.
* [[Image:Fem-warp.svg|32px]] [[FEM_PostCreateWarpVectorFilter|Post Create warp vector filter]]:


* [[Image:Fem-clip-scalar.svg|32px]] [[FEM_PostCreateScalarClipFilter|Post Create scalar clip filter]]:
* [[Image:FEM_PostFilterClipScalar.svg|32px]] [[FEM_PostFilterClipScalar/de|Scalar clip filter]]: zum Beschneiden eines Feldes mit einem bestimmten skalaren Wert.


* [[Image:Fem-cut.svg|32px]] [[FEM_PostCreateCutFilter|Post Create cut filter]]:
* [[Image:FEM_PostFilterCutFunction.svg|32px]] [[FEM_PostFilterCutFunction/de|Function cut filter]]: zum Darstellen der Ergebnisse auf einer Kugel oder Ebene, die durch das Modell schneidet.


* [[Image:FEM_PostFilterClipRegion.svg|32px]] [[FEM_PostFilterClipRegion/de|Region Clip Filter]]: zum Beschneiden eines Feldes mit einer Kugel oder einer Ebene, die durch das Modell schneidet.
* [[Image:Fem-clip.svg|32px]] [[FEM_PostCreateClipFilter|Post Create clip filter]]:


* [[Image:FEM_PostFilterContours.svg|32px]] [[FEM_PostFilterContours/de|Konturen-Filter]]: zur Darstellung von Iso-(parametrischen-)Linien (für Analysen in 2D) oder Iso-Konturen. {{Version/de|0.21}}
* [[Image:Fem-DataAlongLine.svg|32px]] [[FEM_PostCreateDataAlongLineFilter|Post Create data along line filter]]:


* [[Image:FEM_PostFilterDataAlongLine.svg|32px]] [[FEM_PostFilterDataAlongLine/de|Line Clip Filter]]: zum Plotten der Werte eines Feldes entlang einer bestimmten Linie.
* [[Image:Fem-linearizedstresses.svg|32px]] [[FEM_PostCreateLinearizedStressesFilter|Post Create linearized stresses]]:


* [[Image:FEM_PostFilterLinearizedStresses.svg|32px]] [[FEM_PostFilterLinearizedStresses/de|Stress linearization plot]]: Erstellt einen Spannungslinearisierungs-Plot.
* [[Image:fem-post-filter-data-at-point.png|32px]] [[FEM_PostCreateDataAtPointFilter|Post Create data at point filter]]:


* [[Image:FEM_PostFilterDataAtPoint.svg|32px]] [[FEM_PostFilterDataAtPoint/de|Data at point clip filter]]: zur Darstellung des Wertes eines ausgewählten Feldes an einem gegebenen Punkt
* [[Image:Fem CompPostCreateFunctions.png|48px]] [[FEM_PostCreateFunctions|Post Create functions]]:
** [[Image:Fem-sphere.svg|32px]] :
** [[Image:Fem-plane.svg|32px]] :


<span id="Filter_functions"></span>
== Menü: Hilfsmittel ==
=== <span id="FEM_PostCreateFunctions">Filterfunktionen</span><!--Do not edit span id: the FEM_PostCreateFunctions pages redirect here--> ===


:* [[Image:FEM_PostCreateFunctionPlane.svg|32px]] [[FEM_PostCreateFunctionPlane/de|Ebene]]: Beschneidet das Ergebnisnetz mit einer Ebene.
* [[Image:fem-clipping-plane-add.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneAdd|Clipping plane on face]]:


:* [[Image:FEM_PostCreateFunctionSphere.svg|32px]] [[FEM_PostCreateFunctionSphere/de|Kugel]]: Beschneidet das Ergebnisnetz mit einer Kugel.
* [[Image:fem-clipping-plane-remove-all.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneRemoveAll|Remove all clipping planes]]:


:* [[Image:FEM_PostCreateFunctionCylinder.svg|32px]] [[FEM_PostCreateFunctionCylinder/de|Zylinder]]: Beschneidet das Ergebnisnetz mit einem Zylinder {{Version/de|0.21}}

:* [[Image:FEM_PostCreateFunctionBox.svg|32px]] [[FEM_PostCreateFunctionBox/de|Quader]]: Beschneidet das Ergebnisnetz mit einem Quader {{Version/de|0.21}}

<span id="Menu:_Utilities"></span>
==Menü: Dienstprogramme==

* [[Image:FEM_ClippingPlaneAdd.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneAdd/de|Beschnittebene auf Fläche]]: Fügt eine Beschnittebene für die gesamte Modellansicht hinzu.

* [[Image:FEM_ClippingPlaneRemoveAll.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneRemoveAll/de|Alle Schnittebenen entfernen]]: Entfernt alle vorhandenen [[FEM_ClippingPlaneAdd/de|Schnittebenen]].

* [[Image:FEM_Examples.svg|32px]] [[FEM_Examples/de|FEM Beispiele öffnen]]: Öffne die GUI, um auf FEM Beispiele zuzugreifen.

<span id="Context_Menu"></span>
== Kontextmenü ==
== Kontextmenü ==


* [[Image:Fem-femmesh-clear-mesh.svg|32px]] [[FEM_MeshClear|FEM mesh clear]]:
* [[Image:FEM_MeshClear.svg|32px]] [[FEM_MeshClear/de|FEM Netz löschen]]: Löscht die Netzdatei aus der FreeCAD-Datei. Nützlich, um eine FreeCAD Datei leichter zu machen.


* [[Image:FEM_MeshDisplayInfo.svg|32px]] [[FEM_MeshDisplayInfo/de|FEM Netzinfomation anzeigen]]: Zeigt die grundlegenden Daten vorhandener Netze an - Anzahl der Knoten und der Elemente von jeder Art
* [[Image:Fem-femmesh-print-info.svg|32px]] [[FEM_MeshPrintInfo|FEM mesh print info]]:


<span id="Obsolete_tools"></span>
==Veraltete Werkzeuge==

* [[Image:FEM_ConstraintFluidBoundary.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFluidBoundary/de|Fluid Randbedingungen]]: Wird zum festlegen einer Fluid-Grenzschicht-Bedingung verwendet. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|0.22}}.

* [[Image:FEM_ConstraintBearing.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBearing/de|Lagerbeschränkung]]: Wird verwendet, um eine Lagerbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|0.22}}.

* [[Image:FEM_ConstraintGear.svg|32px]] [[FEM_ConstraintGear/de|Zahnradbeschränkung]]: Wird verwendet, um eine Zahnradbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|0.22}}.

* [[Image:FEM_ConstraintPulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley/de|Scheibenbeschränkung]]: Wird verwendet, um eine Scheibenbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|0.22}}.

* [[Image:FEM_SolverCalculiX.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculiX/de|Löser CalculiX (neuer Aufbau)]]: Gleicht dem originalen Aufbau [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools/de|Löser CalculiX Standard]] mit zusätzlichen Prüfungen. Das Werkzeug war nicht fertiggestellt. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|0.22}}.

* [[Image:FEM_CreateNodesSet.svg|32px]] [[FEM_CreateNodesSet/de|Knoten Satz]]: Erstellt/definiert einen Knotensatz aus einem FEM-Netz. Das Werkzeug wurde nie fretiggestellt und konnte nicht verwendet werden. Nicht mehr vorhanden in {{VersionPlus/de|0.22}}.

<span id="Preferences"></span>
==Einstellungen==
==Einstellungen==


* [[Image:Std_DlgParameter.svg|32px]] [[Fem_Preferences|Preferences...]]: Einstellungen, die in den FEM-Werkzeugen verfügbar sind.
* [[Image:Std_DlgPreferences.svg|32px]] [[FEM_Preferences/de|Einstellungen...]]: Einstellungen, die in den FEM Werkzeugen verfügbar sind.


== Information ==
== Information ==


Auf den folgenden Seiten werden verschiedene Themen der FEM-Workbench erläutert.
Die folgenden Seiten erläutern verschiedene Themen des FEM Arbeitsbereichs.


[[FEM_Install|FEM Install]]: eine detaillierte Beschreibung, wie Sie die in der Workbench verwendeten externen Programme einrichten.
[[FEM_Install/de|FEM Installieren]]: eine detaillierte Beschreibung, wie die im Arbeitsbereich verwendeten externen Programme eingerichtet werden.


[[FEM_Geometry_Preparation_and_Meshing|FEM Geometry Preparation and Meshing]]: Tipps bezüglich Geometrievorbereitung für FEM und Netzerstellung (engl.).
[[FEM_Mesh|FEM Mesh]]: weitere Informationen zur Beschaffung eines Netzes für die Finite-Elemente-Analyse.


[[FEM_Solver|FEM Solver]]: weitere Informationen über die verschiedenen im Arbeitsbereich verfügbaren und zukünftig einsetzbaren Solver.
[[FEM_Mesh/de|FEM Netz]]: Einzelheiten zu Netzen im Arbeitsbereich FEM.


[[FEM_CalculiX|FEM CalculiX]]: weitere Informationen zu CalculiX, dem in der Arbeitsbereich der Workbench für die Strukturanalyse verwendeten Standardlöser.
[[FEM_Solver/de|FEM Löser]]: weitere Informationen über die verschiedenen im Arbeitsbereich verfügbaren und zukünftig einsetzbaren Löser.


[[FEM_CalculiX/de|FEM CalculiX]]: weitere Informationen zu CalculiX, dem Standard Löser, der im Arbeitsbereich für die Strukturanalyse verwendet wird.
[[FEM_Concrete|FEM Concrete]]: interessante Informationen zum Thema Simulation von Betonbauwerken.


[[FEM_Concrete/de|FEM Beton]]: interessante Informationen zum Thema Simulation von Betonstrukturen.
[[FEM_project|FEM Project]]: weitere Informationen über das Einheitssystem, die Beschränkungen sowie die Entwicklungsideen und die Roadmap des Arbeitsbereichs.


<span id="Tutorials"></span>
== Tutorien ==
==Tutorien==
Tutorial 1: [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D|FEM CalculiX Cantilever 3D]]; grundlegende, einfach unterstützte Strahlanalyse.


Tutorium 1: [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D/de|FEM CalculiX Cantilever 3D]]; grundlegende, einfach unterstützte Strahlanalyse.
Tutorial 2: [[FEM_tutorial|FEM Tutorial]]; einfache Spannungsanalyse einer Struktur.


Tutorium 2: [[FEM_tutorial/de|FEM Tutorium]]; einfache Spannungsanalyse einer Struktur.
Tutorial 3: [[FEM_Tutorial_Python|FEM Tutorial Python]]; das Cantilever-Beispiel vollständig durch Skripting in Python einzurichten, einschließlich des Netz.


Tutorium 3: [[FEM_Tutorial_Python/de|FEM Tutorium Python]]; einrichten des Cantilever Beispiels vollständig durch Skripting in Python, einschließlich des Netzes.
Tutorial 4: [[FEM Shear of a Composite Block|FEM Shear of a Composite Block]]; die Verformung eines Blocks sehen, der aus zwei Materialien besteht.


Tutorium 4: [[FEM Shear of a Composite Block/de|FEM Scherung eines Verbundwerkstoffblocks]]; siehe die Verformung eines Blocks, der aus zwei Materialien besteht.
Tutorial 5: [[Transient FEM analysis]]


Tutorium 6: [[Nachbearbeitung_von_FEM-Ergebnissen_mit_Paraview]]
Tutorium 5: [[Transient_FEM_analysis/de|Transiente FEM Analyse]]


Tutorium 6: [[Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview/de|Nachbearbeitung von FEM-Ergebnissen mit Paraview]]


Tutorium 7: [[FEM_Example_Capacitance_Two_Balls|FEM Example Capacitance Two Balls]]; Elmer's GUI-Tutorium 6 "Electrostatics Capacitance Two Balls", verwendet FEM-Beispiele.
Gekoppelte Tutorials zur thermomechanischen Analyse von [https://opensimsa.github.io/training.html openSIM].


Gekoppelte Tutorien zur thermomechanischen Analyse von [https://opensimsa.github.io/training.html openSIM].
Video tutorial 1: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499#p158353 FEM-Video für Anfänger] (inklusive YouTube-Link)


Video tutorial 2: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499&start=10#p162321 FEM-Video für Anfänger] (inklusive YouTube-Link)
Videotutorium 1: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499#p158353 FEM Video für Anfänger] (einschließlich YouTube-Link)


Videotutorium 2: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499&start=10#p162321 FEM Video für Anfänger] (einschließlich YouTube-Link)
Viele Video-Tutorials: [https://www.youtube.com/channel/UCnvFCm2BbXOVI3ObfXcxXhw anisim Open Source Engineering Software] (in Deutsch)


Viele Videotutorien: [https://www.youtube.com/channel/UCnvFCm2BbXOVI3ObfXcxXhw anisim Open Source Engineering Software] (in Deutsch)
== Erweiterung der FEM-Workbench ==


<span id="Extending_the_FEM_Workbench"></span>
Der FEM-Arbeitsbereich wird ständig weiterentwickelt. Ein Ziel des Projekts ist es, Wege zu finden, wie man einfach mit verschiedenen FEM-Lösern interagieren kann, so dass der Endanwender den Prozess der Erstellung, Vernetzung, Simulation und Optimierung eines Konstruktionsproblems in FreeCAD rationalisieren kann.
==Erweiterung des Arbeitsbereichs FEM==


Der FEM Arbeitsbereich wird ständig weiterentwickelt. Ein Ziel des Projekts ist es, Wege zu finden, wie man einfach mit verschiedenen FEM Lösern interagieren kann, so dass der Endanwender den Prozess der Erstellung, Vernetzung, Simulation und Optimierung eines Konstruktionsproblems in FreeCAD rationalisieren kann.
Die folgenden Informationen richten sich an fortgeschrittene Anwender und Entwickler, die die FEM-Workbench auf unterschiedliche Weise erweitern möchten. Kenntnisse in C++ und Python werden vorausgesetzt, ebenso wie Kenntnisse des in FreeCAD verwendeten "document object"-Systems; diese Informationen sind im [[Power Users Hub]] und im [[Developer Hub]] verfügbar. Bitte beachten Sie, dass einige Artikel zu alt und damit veraltet sein können, da sich FreeCAD in der aktiven Entwicklung befindet. Die aktuellsten Informationen werden in den[https://forum.freecadweb.org/index.php FreeCAD-Foren], im Bereich Entwicklung, diskutiert. Für FEM-Gespräche, Ratschläge oder Hilfe bei der Erweiterung der Werkbank sollte der Leser das FEM-Unterforum[https://forum.freecadweb.org/viewforum.php?f=18] besuchen.


Die folgenden Information richtet sich an fortgeschrittene Anwender und Entwickler, die den FEM Arbeitsbereich auf unterschiedliche Weise erweitern möchten. Vertrautheit mit C++ und Python werden vorausgesetzt, ebenso wie einige Kenntnisse des in FreeCAD verwendeten "Dokumentobjekt" Systems; diese Informationen sind im [[Power_users_hub/de|Verteiler für Intensivnutzer]] und im [[Developer_hub/de|Verteiler für Entwickler]] verfügbar. Bitte beachte, dass einige Artikel zu alt und damit veraltet sein können, da sich FreeCAD in der aktiven Entwicklung befindet. Die aktuellsten Informationen werden in den [https://forum.freecadweb.org/index.php FreeCAD Foren], im Bereich Entwicklung, diskutiert. Für FEM Diskussionen, Ratschläge oder Unerstützung bei der Erweiterung des Arbeitsbereichs sollte sich der Leser auf das [https://forum.freecadweb.org/viewforum.php?f=18 FEM Unterforum] beziehen.
In den folgenden Artikeln wird erläutert, wie die Arbeitsbereich erweitert werden kann, z.B. durch Hinzufügen neuer Arten von Randbedingungen (Beschränkungen) oder Gleichungen.

* [[Extend_FEM_Module|Extend FEM Module]]
In den folgenden Artikeln wird erläutert, wie der Arbeitsbereich erweitert werden kann, z.B. durch Hinzufügen neuer Arten von Randbedingungen (Beschränkungen) oder Gleichungen.
* [[Add_FEM_Constraint_Tutorial|Add FEM Constraint Tutorial]]
* [[Extend_FEM_Module/de|FEM-Modul erweitern]]
* [[Add_FEM_Equation_Tutorial|Add FEM Equation Tutorial]]
* [[Onboarding_FEM_Devs/de|Einarbeitung FEM-Entwickler]] versucht neuen Entwicklern eine Orientierung zu geben, wie man zum Arbeitsbereich FEM beitragen kann.
* [[Add_FEM_Constraint_Tutorial/de|Tutorium FEM-Beschränkungen hinzufügen]]
* [[Add_FEM_Equation_Tutorial/de|Tutorium FEM-Gleichungen hinzufügen]]


Ein Entwicklerhandbuch wurde geschrieben, um Power-Usern zu helfen, die komplexe FreeCAD-Codebasis und die Interaktionen zwischen den Kernelementen und den einzelnen Workbenches zu verstehen. Das Buch wird bei github gehostet, so dass mehrere Benutzer dazu beitragen und es auf dem neuesten Stand halten können.
Ein Entwicklerhandbuch wurde geschrieben, um Power-Usern zu helfen, die komplexe FreeCAD-Codebasis und die Interaktionen zwischen den Kernelementen und den einzelnen Workbenches zu verstehen. Das Buch wird bei github gehostet, so dass mehrere Benutzer dazu beitragen und es auf dem neuesten Stand halten können.
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=17581 Frühe Vorschau des ebook: Anleitung für Modulentwickler zur FreeCAD-Quelle] (Forum-Thread)
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=17581 Frühe Vorschau des ebook: Anleitung für Modulentwickler zur FreeCAD-Quelle] (Forum-Thread)
* [https://github.com/qingfengxia/FreeCAD_Mod_Dev_Guide FreeCAD Mod Dev Guide] (github repository)
* [https://github.com/qingfengxia/FreeCAD_Mod_Dev_Guide FreeCAD Mod Dev Guide] (github repository)

<span id="Extending_the_FEM_Workbench_documentation"></span>
== Erweitern der FEM Arbeitsbereichsdokumentation ==

* Weitere Informationen zur Erweiterung oder fehlenden FEM Dokumentation kann im Forum gefunden werden: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20823 Fehlende FEM Dokumentation im Wiki]



{{Docnav/de
{{Docnav/de
|[[Drawing Workbench/de|Arbeitsbereich Zeichnung]]
|[[Draft_Workbench/de|Arbeitsbereich Draft]]
|[[Image Workbench|Arbeitsbereich Grafik]]
|[[Inspection_Workbench/de|Arbeitsbereich Inspection]]
|IconL=Workbench_Drawing.svg
|IconL=Workbench_Draft.svg
|IconR=Workbench_Image.svg
|IconR=Workbench_Inspection.svg
}}
}}



Latest revision as of 22:46, 9 March 2024

FEM Arbeitsbereichssymbol

Einleitung

Der Arbeitsbereich FEM ermöglicht einen modernen Arbeitsablauf zur Finite-Elemente-Analyse (FEA) innerhalb von FreeCAD, siehe Finite-Elemente-Methode (FEM). Dies bedeutet im Wesentlichen, dass alle Werkzeuge zur Durchführung einer Analyse in einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) zusammengefasst sind.

Arbeitsablauf

Die Schritte zur Durchführung einer Finite-Elemente-Analyse sind:

  1. Vorbereitung: Einrichten des Analyseproblems.
    1. Modellierung der Geometrie: Erstellung der Geometrie mit FreeCAD oder Import aus einer anderen Anwendung.
    2. Erstellen einer Analyse.
      1. Hinzufügen von Simulationsrandbedingungen wie Lasten und starren Einspannungen zum geometrischen Modell.
      2. Hinzufügen von Materialien zu Teilen des geometrischen Modells.
      3. Erstellen eines Finite-Elemente-Netzes für das geometrische Modell oder Importieren eines Netzes aus einer anderen Anwendung.
  2. Berechnung: Ausführen eines externen Lösers aus FreeCAD heraus.
  3. Nachbearbeitung: Visualisierung der Analyseergebnisse aus FreeCAD heraus oder Export der Ergebnisse, damit sie mit einer anderen Anwendung nachbearbeitet werden können.

Der Arbeitsbereich FEM kann unter Linux, Windows und Mac OSX eingesetzt werden. Da der Arbeitsbereich mit externen Lösern arbeitet, hängt der Umfang der manuellen Einrichtung von dem Betriebssystem des Benutzers ab. Siehe FEM Einrichtung für Anweisungen zum Einrichten der externen Werkzeuge.

Arbeitsablauf des Arbeitsbereichs FEM; der Arbeitsbereich ruft zwei externe Programme auf, um die Vernetzung eines festen Objekts und die eigentliche Lösung des Finite-Elemente-Problems durchzuführen.

Menü Modell

  • Analysebehälter: Erstellt einen neuen Behälter (Analysis-Objekt) für eine mechanische Analyse. Wenn in der Baumansicht vor dem Anklicken ein Festkörper ausgewählt wird, wird als nächstes der Vernetzungsdialog geöffnet.

Werkstoffe

  • Werkstoff für Fluide: Ermöglicht, ein "fließendes Material" (Gas oder Flüssigkeit) aus der Datenbank auszuwählen.
  • Bewehrtes Material (Beton): Ermöglicht, verstärkte Werkstoffe aus der Datenbank auszuwählen, die aus einer Matrix und einer Bewehrung (Verstärkung, Armierung) bestehen.
  • Werkstoffeditor: Ermöglicht, den Werkstoffeditor zu öffnen, um Werkstoffe zu bearbeiten.

Elementgeometrie

  • Träger Drehung: Wird verwendet, um Querschnitte von Balkenelementen zu drehen.
  • Wandstärke: Wird verwendet, um die Wandstärke für Schalenelemente festzulegen.

Elektromagnetische Randbedingungen

Randbedingungen für Fluide

Geometrische Analyse-Elemente

  • RandbedingungEbeneDurchPunkte: Wird verwendet, um eine Randbedingung zu erstellen, die Knoten einer ebenen Oberfläche auf derselben Ebene festhält.
  • Section print feature: Wird zur Ausgabe der vorgegebenen "facial output variables" (Kräfte und Momente) in die Daten-Datei verwendet.

Mechanische Randbedingungen und Lasten

  • Randbedingung Kontakt: Wird verwendet, um eine Randbedingung Kontakt zwischen zwei Flächen festzulegen.
  • Kraftbelastung: Wird verwendet, um eine Kraft in [N] festzulegen, die gleichmäßig auf eine auswählbare Fläche in einer definierbaren Richtung wirkt.
  • Druckbelastung: Wird verwendet, um eine Randbedingung Druck festzulegen.
  • Schwerkraft-Last: Wird verwendet, um eine Schwerkraftbeschleunigung festzulegen, die auf ein Modell wirkt.

Thermische Randbedingungen und Lasten

  • Wärmestrom-Last: Wird verwendet, um eine Randbedingung Wärmestrom auf einer Fläche(n) festzulegen.
  • RandbedingungTemperatur: Wird verwendet, um eine Randbedingung Temperatur für einen Punkt, eine Kante oder Fläche(n) festzulegen.

Konstanten Überschreiben

Menü: Netz

  • FEM Netzbereich: Erzeugt einen oder mehrere lokalisierte Bereiche für die Vernetzung, wodurch die Analysezeit stark optimiert wird.
  • FEM Netzgruppe: Gruppiert und beschriftet Elemente eines Netzes (Knoten, Kante, Fläche) zusammen, nützlich für den Export des Netzes zu externen Lösern.

Menü: Lösen

  • Löser Z88: Erstellt die Löser-Steuerung für Z88.

Mechanische Gleichungen

Elektromagnetische Gleichungen

Menü: Ergebnisse

  • Pipeline aus Ergebnis buchen: Wird verwendet, um eine neue grafische Darstellungen von FEM-Analyseergebnissen (Farbskala und weitere Darstellungsoptionen) hinzuzufügen.
  • Warp Filter: zum Darstellen der skaliert verzerrten Form eines Modells.
  • Function cut filter: zum Darstellen der Ergebnisse auf einer Kugel oder Ebene, die durch das Modell schneidet.
  • Region Clip Filter: zum Beschneiden eines Feldes mit einer Kugel oder einer Ebene, die durch das Modell schneidet.
  • Line Clip Filter: zum Plotten der Werte eines Feldes entlang einer bestimmten Linie.

Filterfunktionen

  • Ebene: Beschneidet das Ergebnisnetz mit einer Ebene.
  • Kugel: Beschneidet das Ergebnisnetz mit einer Kugel.

Menü: Dienstprogramme

Kontextmenü

  • FEM Netz löschen: Löscht die Netzdatei aus der FreeCAD-Datei. Nützlich, um eine FreeCAD Datei leichter zu machen.

Veraltete Werkzeuge

  • Fluid Randbedingungen: Wird zum festlegen einer Fluid-Grenzschicht-Bedingung verwendet. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in Version 0.22 und darüber.
  • Lagerbeschränkung: Wird verwendet, um eine Lagerbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in Version 0.22 und darüber.
  • Zahnradbeschränkung: Wird verwendet, um eine Zahnradbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in Version 0.22 und darüber.
  • Scheibenbeschränkung: Wird verwendet, um eine Scheibenbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in Version 0.22 und darüber.
  • Knoten Satz: Erstellt/definiert einen Knotensatz aus einem FEM-Netz. Das Werkzeug wurde nie fretiggestellt und konnte nicht verwendet werden. Nicht mehr vorhanden in Version 0.22 und darüber.

Einstellungen

Information

Die folgenden Seiten erläutern verschiedene Themen des FEM Arbeitsbereichs.

FEM Installieren: eine detaillierte Beschreibung, wie die im Arbeitsbereich verwendeten externen Programme eingerichtet werden.

FEM Geometry Preparation and Meshing: Tipps bezüglich Geometrievorbereitung für FEM und Netzerstellung (engl.).

FEM Netz: Einzelheiten zu Netzen im Arbeitsbereich FEM.

FEM Löser: weitere Informationen über die verschiedenen im Arbeitsbereich verfügbaren und zukünftig einsetzbaren Löser.

FEM CalculiX: weitere Informationen zu CalculiX, dem Standard Löser, der im Arbeitsbereich für die Strukturanalyse verwendet wird.

FEM Beton: interessante Informationen zum Thema Simulation von Betonstrukturen.

Tutorien

Tutorium 1: FEM CalculiX Cantilever 3D; grundlegende, einfach unterstützte Strahlanalyse.

Tutorium 2: FEM Tutorium; einfache Spannungsanalyse einer Struktur.

Tutorium 3: FEM Tutorium Python; einrichten des Cantilever Beispiels vollständig durch Skripting in Python, einschließlich des Netzes.

Tutorium 4: FEM Scherung eines Verbundwerkstoffblocks; siehe die Verformung eines Blocks, der aus zwei Materialien besteht.

Tutorium 5: Transiente FEM Analyse

Tutorium 6: Nachbearbeitung von FEM-Ergebnissen mit Paraview

Tutorium 7: FEM Example Capacitance Two Balls; Elmer's GUI-Tutorium 6 "Electrostatics Capacitance Two Balls", verwendet FEM-Beispiele.

Gekoppelte Tutorien zur thermomechanischen Analyse von openSIM.

Videotutorium 1: FEM Video für Anfänger (einschließlich YouTube-Link)

Videotutorium 2: FEM Video für Anfänger (einschließlich YouTube-Link)

Viele Videotutorien: anisim Open Source Engineering Software (in Deutsch)

Erweiterung des Arbeitsbereichs FEM

Der FEM Arbeitsbereich wird ständig weiterentwickelt. Ein Ziel des Projekts ist es, Wege zu finden, wie man einfach mit verschiedenen FEM Lösern interagieren kann, so dass der Endanwender den Prozess der Erstellung, Vernetzung, Simulation und Optimierung eines Konstruktionsproblems in FreeCAD rationalisieren kann.

Die folgenden Information richtet sich an fortgeschrittene Anwender und Entwickler, die den FEM Arbeitsbereich auf unterschiedliche Weise erweitern möchten. Vertrautheit mit C++ und Python werden vorausgesetzt, ebenso wie einige Kenntnisse des in FreeCAD verwendeten "Dokumentobjekt" Systems; diese Informationen sind im Verteiler für Intensivnutzer und im Verteiler für Entwickler verfügbar. Bitte beachte, dass einige Artikel zu alt und damit veraltet sein können, da sich FreeCAD in der aktiven Entwicklung befindet. Die aktuellsten Informationen werden in den FreeCAD Foren, im Bereich Entwicklung, diskutiert. Für FEM Diskussionen, Ratschläge oder Unerstützung bei der Erweiterung des Arbeitsbereichs sollte sich der Leser auf das FEM Unterforum beziehen.

In den folgenden Artikeln wird erläutert, wie der Arbeitsbereich erweitert werden kann, z.B. durch Hinzufügen neuer Arten von Randbedingungen (Beschränkungen) oder Gleichungen.

Ein Entwicklerhandbuch wurde geschrieben, um Power-Usern zu helfen, die komplexe FreeCAD-Codebasis und die Interaktionen zwischen den Kernelementen und den einzelnen Workbenches zu verstehen. Das Buch wird bei github gehostet, so dass mehrere Benutzer dazu beitragen und es auf dem neuesten Stand halten können.

Erweitern der FEM Arbeitsbereichsdokumentation