Ambiente de trabajo MEF

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Indice

Introducción

El Ambiente de trabajo MEF provee un moderno [1] flujo de Análisis de Elementos Finitos (AEF) para FreeCAD. Principalmente estoy significa que todas las herramientas para hacer un Analisis de Elementos Finitos estan combinadas en una (GUI) Interface Grafica de Usuario.

Flujo de Trabajo

Los pasos para hacer un AEF en el banco de trabajo MEF son:

Pre-procesar:estableciendo el problema del análisis.
1. Modelando la geometria: en ya esta cerca de ser un programa de completo crecimiento
2. Crear un analisis:
  2. Agrega un material para el modelo de analisis
Resolver
1. Resolver el sistema de ecuaciones dentro de la GUI de FreeCAD.
Pos-procesar
1. Ver los resultados dentro de la GUI de FreeCAD.

A partir de FreeCAD 0.15 el MEF ambiente de trabajo puede utilizarse en Linux, Windows y Mac OSX. Dado que el ambiente de trabajo hace uso de solucionadores externos, la cantidad de configuración manual dependerá del sistema operativo que estés utilizando. Ver Instalación de MEF para instrucciones sobre la configuración de las herramientas externas.

Flujo de trabajo del ambiente de trabajo MEF; el ambiente de trabajo llama a dos programas externos para realizar el mallado de un objeto sólido, y realizar la solución real del problema de elementos finitos

Menú: Modelo

Contenedor Análisis: Crea un nuevo contenedor para un análisis mecánico. Si se selecciona un sólido en la vista de árbol antes de hacer clic en él, se abrirá a continuación el diálogo de malla.

Materiales

Material para sólidos: Permite seleccionar un material de la base de datos.

Material para liquidos: Permite seleccionar un material de la base de datos.

Material mecánico no lineal: Permite seleccionar un material de la base de datos.

Reinforced material (concrete): Lets you select reinforced materials consist of a matrix and a reinforcement from the database.

Material editor: Lets you open the material editor to edit materials.

Geometría Elementos

Corte transversal de viga:

Rotación de viga:

Espesor de caja de placa:

Sección de fluido para flujo 1D: Crea un elemento de sección de fluido FEM para redes neumáticas e hidráulicas.

Restricciones electrostáticas

Restricción Potencial electrostático:

Restricciones Fluido

Restricción de velocidad inicial de flujo: Utilizada para definir una velocidad de flujo inicial para el dominio.

Restricción de velocidad de flujo: Utilizada para definir una velocidad de flujo como condición de contorno en un borde (2D) o cara (3D).

Restricciones Geométricas

Restricción de rotación de plano: Utilizada para definir una restricción de rotación de plano sobre una cara plana.

Constraint section print: introduced in version 0.19

Restricción de transformación: Utilizada para definir una restricción de transformación en una cara.

Restricciónes Mecánicas

Restricción fija: Utilizada para definir una restricción fija de un punto/arista/cara.

Restricción de desplazamiento: Utilizada para definir una restricción desplazamiento de un punto/arista/cara(s).

Restricción de contacto: Utilizada para definir una restricción de contacto entre dos caras.

Constraint tie: introduced in version 0.19

Restricción de fuerza: Utilizada para definir una fuerza en Newtons aplicada uniformemente a una cara seleccionada en una dirección definida.

Restricción de presión: Utilizada para definir una restricción de presión

Restricción de peso propio: Utilizado para definir una aceleración de gravedad actuando sobre un modelo.

Restricciónes Térmicas

Restricción inicial de temperatura: Utilizado para definir una restricción inicial de temperatura de un cuerpo.

Restricción de flujo de calor: Utilizado para definir una restricción de flujo de calor sobre una(s) cara(s).

Restricción de temperatura: Utilizado para definir una restricción de temperatura sobre un punto/arista/cara(s).

Restricción de cuerpo de fuente de calor:

Restricciones sin solucionador

Condición límite del fluido:

Restricción de rodamiento: Utilizado para definir una restricción de rodamiento.

Restricción de engrane: Utilizado para definir una restricción de engrane.

Restricción de polea: Utilizado para definir una restricción de polea.

Sobrescribir Constantes

Constant vacuum permittivity: introduced in version 0.19

Menú de Malla

Malla MEF a partir de forma por Netgen:

Malla MEF a partir de forma por Gmsh:

Malla MEF a partir de capa limite:

Region de malla MEF:

Grupo de malla MEF:

Colocar nodos: Crea/define una colocacion de nodo en una malla MEF.

Malla MEF a malla: Convierte la superficie de una malla MEF a una malla.

Menú: Solucionador

Herramientas del solucionador Calculix CCX: Crea un nuevo solucionador para este analisis. En la mayoria de los casos el solucionador es creado junto con el analisis.

Solucionador Calculix (experimental):

Solucionador Elmer: Crea el controlador del solver para Elmer. Es independiente de otros objetos solucionadores.

Solucionador Z88:

Ecuación de elasticidad:

Ecuación de la fuerza eléctrica: introduced in version 0.19

Ecuación electrostatica:

Ecuación de flujo:

Ecuación de flujo:

Ecuación de calor:

Control del trabajo del solucionador: Abre un nuevo menu para ajustar y iniciar el solucionador seleccionado.

Ejecutar calculo de solucionador: Ejecuta el solucionador seleccionado del análisis activo.

Menú de Resultados

Purga de resultados: Elimina los resultados del análisis activos.

Mostrar resultados: Used to display the result of an analysis.

Aplicar cambios a la canaliza:

Pos canaliza a resultado:

File:Fem-warp.svg Pos crea filtro de vector deformado:

Filtro de clip escalar

File:Fem-cut.svg Pos crea filtro de corte:

File:Fem-clip.svg Pos crea filtro corto:

Pos crea filtro a lo largo de linea:

Pos crea filtro de estrés linealizado:

Pos crea dato a punto filtro:

File:Fem-sphere.svg Pos crea funciones:

Menu: Utilities

Clipping plane on face:

Remove all clipping planes:

Open FEM examples: Open the GUI to access FEM examples.

Menú de contexto

Limpiar malla MEF:

Impresión de información de malla MEF:

Preferencias

Preferences...: Preferences available in FEM Tools.

Información

En las siguientes páginas se explican diferentes temas del ambiente de trabajo MEF.

FEM Install: a detailed description on how to set up the external programs used in the workbench.

Malla en MEF más información sobre la obtención de una malla para el análisis de elementos finitos.

FEM Solver: further information on the different solvers available in the workbench, and those that could be used in the future.

FEM CalculiX: más información sobre CalculiX, el solucionador por defecto utilizado en el banco de trabajo para el análisis estructural.

FEM Concrete: interesting information on the topic of simulating concrete structures.

Proyecto MEF más información sobre el sistema de unidades, las limitaciones y las ideas de desarrollo y la hoja de ruta del ambiente de trabajo.

Tutoriales

Tutorial 1: FEM CalculiX Cantilever 3D; un análisis básico de los rayos de apoyo.

Tutorial 2: Tutorial MEF; un simple análisis de tensión de una estructura.

Tutorial 3: Tutorial MEF en Python; establecer el ejemplo del voladizo completamente a través de la escritura en Python, incluyendo la malla.

Tutorial 4: MEF cizalla de un bloque compuesto; ver la deformación de un bloque que está compuesto por dos materiales.

Tutorial 5: Análisis MEF transitorio

Tutorial 6: Post-proceso de los resultados de MEF con Paraview

Tutorial 7: FEM Example Capacitance Two Balls; Elmer's GUI tutorial 6 "Electrostatics Capacitance Two Balls" using FEM Examples.

Tutoriales de análisis termomecánico acoplado por openSIM

Video Tutorial 1 Vídeo de MEF para principiantes (incluye enlace a YouTube)

Video Tutorial 2 Vídeo de MEF para principiantes (incluye enlace a YouTube)

Más video Tutoriales anisim Software de ingeniería de código abierto (en alemán)

Extendiendo el Ambiente de trabajo MEF

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.

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 FreeCAD forums, in the Development section. For FEM discussions, advice or assistance in extending the workbench, the reader should refer to the FEM subforum.

Los siguientes artículos explican cómo se puede ampliar el banco de trabajo, por ejemplo, añadiendo nuevos tipos de condiciones de contorno (restricciones) o ecuaciones.

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.