FEM Workbench/de: Difference between revisions

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{{docnav|[[Drawing Workbench|Drawing Workbench]]|[[Image Workbench|Image Workbench]]|IconL=Workbench_Drawing.svg|IconR=Workbench_Image.svg}}


{{Docnav/de
[[Image:Workbench_FEM.svg|64px]]
|[[Draft_Workbench/de|Arbeitsbereich Draft]]
|[[Inspection_Workbench/de|Arbeitsbereich Inspection]]
|IconL=Workbench_Draft.svg
|IconR=Workbench_Inspection.svg
}}


[[Image:Workbench_FEM.svg|thumb|128px|FEM Arbeitsbereichssymbol]]
== Introduction ==

<div class="mw-translate-fuzzy">
Der Arbeitsbereich '''FEM''' ermöglicht die effiziente Bearbeitung einer Finiten Element Analyse (FEA) innerhalb von FreeCAD. Es stehen alle Werkzeuge zur Durchführung einer Finiten Element Analyse in einer Benutzeroberfläche zur Verfügung.
</div>


{{TOCright}}
{{TOCright}}
[[Image:FemWorkbench.jpg]]


<span id="Introduction"></span>
== Workflow ==
==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.

[[Image:FemWorkbench.jpg|300px]]

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


Die Schritte zur Durchführung einer Finite-Elemente-Analyse sind:
<div class="mw-translate-fuzzy">
# Vorbereitung: Einrichten des Analyseproblems.
Die Arbeitsschritte zur Erstellung einer FEA in dem FreeCAD-FEM-Arbeitsbereich umfassen:
## Modellierung der Geometrie: Erstellung der Geometrie mit FreeCAD oder Import aus einer anderen Anwendung.
* Vorbereiten (Preprocessing)
## Erstellen einer Analyse.
** Erstellen einer Geometrie, hierzu werden die in FreeCAD vorhandenen Werkzeuge außerhalb des FEM-Arbeitsbereiches benutzt.
### Hinzufügen von Simulationsrandbedingungen wie Lasten und starren Einspannungen zum geometrischen Modell.
** Anlegen einer Analyse:
*** Erzeugen eine FEM-Netzes aus dem geometrischen Modell.
### Hinzufügen von Materialien zu Teilen des geometrischen Modells.
### Erstellen eines Finite-Elemente-Netzes für das geometrische Modell oder Importieren eines Netzes aus einer anderen Anwendung.
*** Einwirkende Lasten sowie Halterungen dem Modell hinzufügen.
# Berechnung: Ausführen eines externen Lösers aus FreeCAD heraus.
*** Eine Materialdefinition mit der Geometrie verknüpfen
# Nachbearbeitung: Visualisierung der Analyseergebnisse aus FreeCAD heraus oder Export der Ergebnisse, damit sie mit einer anderen Anwendung nachbearbeitet werden können.
* Lösen
** Innerhalb der FreeCAD-Oberfläche die Lösung des Gleichungssystems starten.
* Nachbereiten (Postprocessing)
** Anzeige der Ergebnisse innerhalb in FreeCAD.
</div>


As of FreeCAD 0.15 the FEM Workbench can be used on Linux, Windows, and Mac OSX. Since the workbench makes use of external solvers, the amount of manual setup will depend on the operating system that you are using. See [[FEM Install|FEM Install]] for instructions on setting up the external tools.
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 Arbeitsbereichs FEM; der Arbeitsbereich ruft zwei externe Programme auf, um die Vernetzung eines festen Objekts und die eigentliche Lösung des Finite-Elemente-Problems durchzuführen.}}
{{Caption|Workflow of the FEM Workbench; the workbench calls two external programs to perform meshing of a solid object, and perform the actual solution of the finite element problem}}


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


* [[Image:Fem-analysis.svg|32px]] [[FEM_Analysis|Analysis container]]: Creates a new container for a mechanical analysis. If a solid is selected in the tree view before clicking on it, the meshing dialog will be opened next.
* [[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.


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


* [[Image:Fem-material.svg|32px]] [[FEM_MaterialSolid|Material for solid]]: Lets you select a material from the database.
:* [[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|Material for fluid]]: Lets you select a material from the database.
:* [[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|Nonlinear mechanical material]]: Lets you select a material from the database.
:* [[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|Reinforced material]]: Lets you select reinforced materials consist of a matrix and a reinforcement from the database.


<span id="Element_Geometry"></span>
* [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] [[Material_editor|Material editor]]:: Lets you open the material editor to edit materials
=== Elementgeometrie ===


:* [[Image:FEM_ElementGeometry1D.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry1D/de|Trägerquerschnitt]]: Wird verwendet, um Querschnitte für Balkenelemente zu definieren.
=== Element Geometry ===


:* [[Image:FEM_ElementRotation1D.svg|32px]] [[FEM_ElementRotation1D/de|Träger Drehung]]: Wird verwendet, um Querschnitte von Balkenelementen zu drehen.
* [[Image:Fem-beam-section.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry1D|Beam cross section]]:


:* [[Image:FEM_ElementGeometry2D.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry2D/de|Wandstärke]]: Wird verwendet, um die Wandstärke für Schalenelemente festzulegen.
* [[Image:Fem-beam-rotation.svg|32px]] [[FEM_ElementRotation1D|Beam rotation]]:


:* [[Image:FEM_ElementFluid1D.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D/de|Strömungsquerschnitt für 1D-Strömung]]: Wird verwendet, um einen FEM-Strömungsquerschnitt für pneumatische und hydraulische Netzwerke festzulegen.
* [[Image:Fem-shell-thickness.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry2D|Shell plate thickness]]:


<span id="Electromagnetic_boundary_conditions"></span>
* [[Image:Fem-fluid-section.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D|Fluid section for 1D flow]]:
=== <span id="FEM_CompEmConstraints">Elektromagnetische Randbedingungen</span><!--Do not edit span id: the FEM_CompEmConstraints pages redirect here--> ===


:* [[Image:FEM_ConstraintElectrostaticPotential.svg|32px]] [[FEM_ConstraintElectrostaticPotential/de|Elektrostatisches Potential]]: Legt ein elektrostatisches Potential fest.
=== Electrostatic Constraints ===


:* [[Image:FEM_ConstraintCurrentDensity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintCurrentDensity/de|Randbedingung Stromdichte]]: Legt eine Stromdichte fest. {{Version/de|0.21}}
* [[Image:fem-constraint-electrostatic-potential.svg|32px]] [[FEM_ConstraintElectrostaticPotential|Constraint electrostatic potential]]:


:* [[Image:FEM_ConstraintMagnetization.svg|32px]] [[FEM_ConstraintMagnetization/de|Randbedingung Magnetisierung]]: Wird zum Festlegen einer Magnetisierung verwendet. {{Version/de|0.21}}
=== Fluid constraints ===


<span id="Fluid_boundary_conditions"></span>
* [[Image:Fem-constraint-initial-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialFlowVelocity|Constraint initial flow velocity]]:
===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-fluid-boundary.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFluidBoundary|Constraint fluid boundary]]:


:* [[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}}
* [[Image:Fem-constraint-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFlowVelocity|Constraint flow velocity]]:


:* [[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.
=== Mechanical constraints ===


<span id="Geometrical_analysis_features"></span>
* [[Image:Fem-constraint-fixed.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFixed|Constraint fixed]]: Used to define a fixed constraint on point/edge/face(s).
===Geometrische Analyse-Elemente===


* [[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-constraint-displacement.svg|32px]] [[FEM_ConstraintDisplacement|Constraint displacement]]: Used to define a displacement constraint on point/edge/face(s).


* [[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-planerotation.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPlaneRotation|Constraint plane rotation]]: Used to define a plane rotation constraint on a planar face.


* [[Image:FEM_ConstraintTransform.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTransform/de|Lokales Koordinatensystem]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Überführen auf einer Fläche festzulegen.
* [[Image:Fem-constraint-contact.svg|32px]] [[FEM_ConstraintContact|Constraint contact]]: Used to define a contact constraint between two faces.


<span id="Mechanical_boundary_conditions_and_loads"></span>
* [[Image:Fem-constraint-transform.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTransform|Constraint transform]]:
===Mechanische Randbedingungen und Lasten===


:* [[Image:FEM_ConstraintFixed.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFixed/de|Randbedingung Festsetzen]]: Wird verwendet, um Punkte, Kanten oder Flächen festzusetzen.
* [[Image:Fem-constraint-force.svg|32px]] [[FEM_ConstraintForce|Constraint force]]: Used to define a force in [N] applied uniformly to a selectable face in a definable direction.


:* [[Image:FEM_ConstraintDisplacement.svg|32px]] [[FEM_ConstraintDisplacement/de|Randbedingung Versatz]]: Wird verwendet, um einen Versatz für Punkte, Kanten oder Flächen festzulegen.
* [[Image:Fem-constraint-pressure.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPressure|Constraint pressure]]: Used to define a pressure constraint.


* [[Image:Fem-constraint-selfweight.svg|32px]] [[FEM_ConstraintSelfWeight|Constraint self weight]]: Used to define a gravity acceleration acting on a model.
:* [[Image:FEM_ConstraintContact.svg|32px]] [[FEM_ConstraintContact/de|Randbedingung Kontakt]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Kontakt zwischen zwei Flächen festzulegen.


:* [[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|1.0}}, zyklische Symmetrie.
* [[Image:Fem-constraint-bearing.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBearing|Constraint bearing]]: Used to define a bearing constraint.


* [[Image:Fem-constraint-gear.svg|32px]] [[FEM_ConstraintGear|Constraint gear]]: Used to define a gear constraint.
:* [[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.
* [[Image:Fem-constraint-pulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley|Constraint pulley]]: Used to define a pulley constraint.


:* [[Image:FEM_ConstraintPressure.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPressure/de|Druckbelastung]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Druck festzulegen.
=== Thermal constraints ===


:* [[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-InitialTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialTemperature|Constraint initial temperature]]: Used to define the initial temperature of a body.


:* [[Image:FEM_ConstraintSelfWeight.svg|32px]] [[FEM_ConstraintSelfWeight/de|Schwerkraft-Last]]: Wird verwendet, um eine Schwerkraftbeschleunigung festzulegen, die auf ein Modell wirkt.
* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintHeatflux|Constraint heatflux]]: Used to define a heat flux constraint on a face(s).


<span id="Thermal_boundary_conditions_and_loads"></span>
* [[Image:Fem-constraint-temperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTemperature|Constraint temperature]]: Used to define a temperature constraint on a point/edge/face(s).
===Thermische Randbedingungen und Lasten===


:* [[Image:FEM_ConstraintInitialTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialTemperature/de|Startbedingung Temperatur]]: Wird verwendet, um die Anfangstemperatur eines Körpers festzulegen.
* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBodyHeatSource|Constraint body heat source]]:


:* [[Image:FEM_ConstraintHeatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintHeatflux/de|Wärmestrom-Last]]: Wird verwendet, um eine Randbedingung Wärmestrom auf einer Fläche(n) festzulegen.
== Menu: Mesh ==


:* [[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-netgen-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshNetgenFromShape|FEM mesh from shape by Netgen]]:


:* [[Image:FEM_ConstraintBodyHeatSource.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBodyHeatSource/de|Körperwärmequelle]]: zum Festlegen von intern erzeugter Körperwärme.
* [[Image:Fem-femmesh-gmsh-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshGmshFromShape|FEM mesh from shape by GMSH]]:


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


<span id="Menu:_Mesh"></span>
* [[Image:Fem-femmesh-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshGroup|FEM mesh group]]:
== Menü: Netz ==


* [[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-femmesh-create-node-by-poly.svg|32px]] [[FEM_CreateNodesSet|Nodes set]]: Creates/defines a node set from FEM mesh.


* [[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_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.
== Menu: Solve ==


* [[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-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools|Solver Calculix CCX tools]]: Creates a new solver for this analysis. In most cases the solver is created together with the analysis.


* [[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-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculiX|Solver CalculiX]]:


* [[Image:Fem-elmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer|Solver Elmer]]:
* [[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>
* [[Image:Fem-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverZ88|Solver Z88]]:
== Menü: Lösen ==


* [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools/de|Löser CalculiX Standard]]: Erstellt einen neuen Löser für diese Analyse.
* [[Image:Fem-equation-heat.svg|32px]] [[FEM_EquationHeat|Equation heat]]:


* [[Image:Fem-equation-elasticity.svg|32px]] [[FEM_EquationElasticity|Equation elasticity]]:
* [[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-equation-electrostatic.svg|32px]] [[FEM_EquationElectrostatic|Equation electrostatic]]:


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


<span id="Mechanical_equations"></span>
* [[Image:Fem-equation-flow.svg|32px]] [[FEM_EquationFlow|Equation flow]]:
=== <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-control-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverControl|Solver job control]]: Opens the menu to adjust and start the selected solver.


:* [[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}}
* [[Image:Fem-run-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverRun|Solver run calculation]]: Runs the selected solver of the active analysis.


<span id="Electromagnetic_equations"></span>
== Menu: Results ==
=== <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-purge-results.svg|32px]] [[FEM_ResultsPurge|Results purge]]: Deletes the results of the active analysis.


:* [[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-result.svg|24px]] [[FEM_ResultShow|Result show]]: Used to display the result of an analysis.


:* [[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_PostApplyChanges.png|32px]] [[FEM_PostApplyChanges|Post Apply changes]]:


:* [[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-data.svg|32px]] [[FEM_PostPipelineFromResult|Post Pipeline from result]]:


* [[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-warp.svg|32px]] [[FEM_PostCreateWarpVectorFilter|Post Create warp vector filter]]:


* [[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-clip-scalar.svg|32px]] [[FEM_PostCreateScalarClipFilter|Post Create scalar clip filter]]:


* [[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-cut.svg|32px]] [[FEM_PostCreateCutFilter|Post Create cut filter]]:


* [[Image:FEM_SolverControl.svg|32px]] [[FEM_SolverControl/de|Löser Auftragssteuerung]]: Öffnet das Menü zum Einstellen und Starten des ausgewählten Lösers.
* [[Image:Fem-clip.svg|32px]] [[FEM_PostCreateClipFilter|Post Create clip filter]]:


* [[Image:FEM_SolverRun.svg|32px]] [[FEM_SolverRun/de|Löserberechnungen ausführen]]: Führt den ausgewählten Löser der aktiven Analyse aus.
* [[Image:Fem-DataAlongLine.svg|32px]] [[FEM_PostCreateDataAlongLineFilter|Post Create data along line filter]]:


<span id="Menu:_Results"></span>
* [[Image:Fem-linearizedstresses.svg|32px]] [[FEM_PostCreateLinearizedStressesFilter|Post Create linearized stresses]]:
== Menü: Ergebnisse ==


* [[Image:FEM_ResultsPurge.svg|32px]] [[FEM_ResultsPurge/de|Ergebnisse bereinigen]]: Löscht die Ergebnisse der aktiven Analyse.
* [[Image:fem-post-filter-data-at-point.png|32px]] [[FEM_PostCreateDataAtPointFilter|Post Create data at point filter]]:


* [[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 CompPostCreateFunctions.png|48px]] [[FEM_PostCreateFunctions|Post Create functions]]:
** [[Image:Fem-sphere.svg|32px]] :
** [[Image:Fem-plane.svg|32px]] :


* [[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
== Menu: Utilities ==


* [[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-clipping-plane-add.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneAdd|Clipping plane on face]]:


* [[Image:FEM_PostFilterWarp.svg|32px]] [[FEM_PostFilterWarp/de|Warp Filter]]: zum Darstellen der skaliert verzerrten Form eines Modells.
* [[Image:fem-clipping-plane-remove-all.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneRemoveAll|Remove all clipping planes]]:


* [[Image:FEM_PostFilterClipScalar.svg|32px]] [[FEM_PostFilterClipScalar/de|Scalar clip filter]]: zum Beschneiden eines Feldes mit einem bestimmten skalaren Wert.
== Context Menu ==


* [[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-femmesh-clear-mesh.svg|32px]] [[FEM_MeshClear|FEM mesh clear]]:


* [[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-femmesh-print-info.svg|32px]] [[FEM_MeshPrintInfo|FEM mesh print info]]:


* [[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}}
== Preferences ==


* [[Image:FEM_PostFilterDataAlongLine.svg|32px]] [[FEM_PostFilterDataAlongLine/de|Line Clip Filter]]: zum Plotten der Werte eines Feldes entlang einer bestimmten Linie.
* [[Image:Std_DlgParameter.svg|32px]] [[Fem_Preferences|Preferences...]]: Preferences available in FEM Tools.

* [[Image:FEM_PostFilterLinearizedStresses.svg|32px]] [[FEM_PostFilterLinearizedStresses/de|Stress linearization plot]]: Erstellt einen Spannungslinearisierungs-Plot.

* [[Image:FEM_PostFilterDataAtPoint.svg|32px]] [[FEM_PostFilterDataAtPoint/de|Data at point clip filter]]: zur Darstellung des Wertes eines ausgewählten Feldes an einem gegebenen Punkt

<span id="Filter_functions"></span>
=== <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_PostCreateFunctionSphere.svg|32px]] [[FEM_PostCreateFunctionSphere/de|Kugel]]: Beschneidet das Ergebnisnetz mit einer Kugel.

:* [[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 ==

* [[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

<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|1.0}}.

* [[Image:FEM_ConstraintBearing.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBearing/de|Lagerbeschränkung]]: Wird verwendet, um eine Lagerbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|1.0}}.

* [[Image:FEM_ConstraintGear.svg|32px]] [[FEM_ConstraintGear/de|Zahnradbeschränkung]]: Wird verwendet, um eine Zahnradbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|1.0}}.

* [[Image:FEM_ConstraintPulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley/de|Scheibenbeschränkung]]: Wird verwendet, um eine Scheibenbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in {{VersionPlus/de|1.0}}.

* [[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|1.0}}.

* [[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|1.0}}.

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

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


== Information ==
== Information ==


Die folgenden Seiten erläutern verschiedene Themen des FEM Arbeitsbereichs.
The following pages explain different topics of the FEM Workbench.


[[FEM_Install|FEM Install]]: a detailed description on how to set up the external programs used in the workbench.
[[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]]: further information on obtaining a mesh for finite element analysis.


[[FEM_Mesh/de|FEM Netz]]: Einzelheiten zu Netzen im Arbeitsbereich FEM.
[[FEM_Solver|FEM Solver]]: further information on the different solvers available in the workbench, and those that could be used in the future.


[[FEM_Solver/de|FEM Löser]]: weitere Informationen über die verschiedenen im Arbeitsbereich verfügbaren und zukünftig einsetzbaren Löser.
[[FEM_CalculiX|FEM CalculiX]]: further information on CalculiX, the default solver used in the workbench for structural analysis.


[[FEM_CalculiX/de|FEM CalculiX]]: weitere Informationen zu CalculiX, dem Standard Löser, der im Arbeitsbereich für die Strukturanalyse verwendet wird.
[[FEM_Concrete|FEM Concrete]]: interesting information on the topic of simulating concrete structures.


[[FEM_Concrete/de|FEM Beton]]: interessante Informationen zum Thema Simulation von Betonstrukturen.
[[FEM_project|FEM Project]]: further information on the unit system, limitations, and the development ideas and roadmap of the workbench.


== Tutorials ==
<span id="Tutorials"></span>
==Tutorien==
Tutorial 1: [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D|FEM CalculiX Cantilever 3D]]; basic simply supported beam analysis.


Tutorium 1: [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D/de|FEM CalculiX Cantilever 3D]]; grundlegende, einfach unterstützte Strahlanalyse.
Tutorial 2: [[FEM_tutorial|FEM Tutorial]]; simple tension analysis of a structure.


Tutorium 2: [[FEM_tutorial/de|FEM Tutorium]]; einfache Spannungsanalyse einer Struktur.
Tutorial 3: [[FEM_Tutorial_Python|FEM Tutorial Python]]; set up the cantilever example entirely through scripting in Python, including the mesh.


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]]; see the deformation of a block that is comprised of two materials.


Tutorium 4: [[FEM Shear of a Composite Block/de|FEM Scherung eines Verbundwerkstoffblocks]]; siehe die Verformung eines Blocks, der aus zwei Materialien besteht.
Coupled thermal mechanical analysis tutorials by [https://opensimsa.github.io/training.html openSIM]


Tutorium 5: [[Transient_FEM_analysis/de|Transiente FEM Analyse]]
Video tutorial 1: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499#p158353 FEM video for beginner] (including YouTube link)


Tutorium 6: [[Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview/de|Nachbearbeitung von FEM-Ergebnissen mit Paraview]]
Video tutorial 2: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499&start=10#p162321 FEM video for beginner] (including YouTube link)


Tutorium 7: [[FEM_Example_Capacitance_Two_Balls|FEM Example Capacitance Two Balls]]; Elmer's GUI-Tutorium 6 "Electrostatics Capacitance Two Balls", verwendet FEM-Beispiele.
Many video tutorials: [https://www.youtube.com/channel/UCnvFCm2BbXOVI3ObfXcxXhw anisim Open Source Engineering Software] (in German)


Gekoppelte Tutorien zur thermomechanischen Analyse von [https://opensimsa.github.io/training.html openSIM].
== Extending the FEM Workbench ==


Videotutorium 1: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499#p158353 FEM Video für Anfänger] (einschließlich YouTube-Link)
The FEM Workbench is under constant development. An objective of the project is to find ways to easily interact with various FEM solvers, so that the end user can streamline the process of creating, meshing, simulating, and optimizing an engineering design problem, all within FreeCAD.


Videotutorium 2: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499&start=10#p162321 FEM Video für Anfänger] (einschließlich YouTube-Link)
The following information is aimed at power users and developers who want to extend the FEM Workbench in different ways. Familiarity with C++ and Python is expected, and also some knowledge of the "document object" system used in FreeCAD is necessary; this information is available in the [[Power users hub]] and the [[Developer hub]]. Please notice that since FreeCAD is under active development, some articles may be too old, and thus obsolete. The most up to date information is discussed in the [https://forum.freecadweb.org/index.php FreeCAD forums], in the Development section. For FEM discussions, advice or assistance in extending the workbench, the reader should refer to the [https://forum.freecadweb.org/viewforum.php?f=18 FEM subforum].


Viele Videotutorien: [https://www.youtube.com/channel/UCnvFCm2BbXOVI3ObfXcxXhw anisim Open Source Engineering Software] (in Deutsch)
The following articles explain how the workbench can be extended, for example, by adding new types of boundary conditions (constraints), or equations.
* [[Extend_FEM_Module|Extend FEM Module]]
* [[Add_FEM_Constraint_Tutorial|Add FEM Constraint Tutorial]]
* [[Add_FEM_Equation_Tutorial|Add FEM Equation Tutorial]]


<span id="Extending_the_FEM_Workbench"></span>
A developer's guide has been written to help power users in understanding the complex FreeCAD codebase and the interactions between the core elements and the individual workbenches. The book is hosted at github so multiple users can contribute to it and keep it updated.
==Erweiterung des Arbeitsbereichs FEM==
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=17581 Early preview of ebook: Module developer' guide to FreeCAD source] (forum thread)

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 [[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 der Arbeitsbereich erweitert werden kann, z.B. durch Hinzufügen neuer Arten von Randbedingungen (Beschränkungen) oder Gleichungen.
* [[Extend_FEM_Module/de|FEM-Modul erweitern]]
* [[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.
* [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>
{{docnav|[[Drawing Workbench|Drawing Workbench]]|[[Image Workbench|Image Workbench]]|IconL=Workbench_Drawing.svg|IconR=Workbench_Image.svg}}
== 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]


{{FEM Tools navi}}


{{Docnav/de
{{Userdocnavi}}
|[[Draft_Workbench/de|Arbeitsbereich Draft]]
|[[Inspection_Workbench/de|Arbeitsbereich Inspection]]
|IconL=Workbench_Draft.svg
|IconR=Workbench_Inspection.svg
}}


{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}
[[Category:Workbenches]]
{{Userdocnavi{{#translation:}}}}
[[Category:Workbenches{{#translation:}}]]

Latest revision as of 08:30, 22 April 2024

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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 1.0 und darüber.
  • Lagerbeschränkung: Wird verwendet, um eine Lagerbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in Version 1.0 und darüber.
  • Zahnradbeschränkung: Wird verwendet, um eine Zahnradbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in Version 1.0 und darüber.
  • Scheibenbeschränkung: Wird verwendet, um eine Scheibenbeschränkung festzulegen. Besaß keinen Löser. Nicht vorhanden in Version 1.0 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 1.0 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


FEM

Constraints

Anwenderdokumentation
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