FEM Workbench/it: Difference between revisions

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== Introduzione ==
== Introduzione ==


Il '''Modulo FEM''' offre a FreeCAD un moderno flusso di lavoro per l'analisi agli elementi finiti (FEA). Questo significa che tutti gli strumenti per fare una analisi degli elementi finiti sono combinati in una GUI.
Il '''Modulo FEM''' offre a FreeCAD un moderno flusso di lavoro per [https://en.wikipedia.org/wiki/Finite_element_analysis l'analisi agli elementi finiti] (FEA). Questo significa che tutti gli strumenti per fare una analisi degli elementi finiti sono combinati in una GUI.


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==Flusso di lavoro==
==Flusso di lavoro==


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I passaggi per effettuare un'analisi ad elementi finiti sono:
I passaggi per effettuare un'analisi ad elementi finiti sono:
# Preelaborazione: impostazione del problema di analisi.
# Preelaborazione: impostazione del problema di analisi.
## Modellazione della geometria: creazione della geometria con FreeCAD o importazione da una diversa applicazione.
## Modellazione della geometria: creazione della geometria con FreeCAD o importazione da una diversa applicazione.
## Creare una analisi.
## Creare una analisi.
### Creare un elemento mesh finito per il modello geometrico o importarlo da una diversa applicazione.
### Aggiungere i vincoli di simulazione quali i carichi e i supporti al modello da analizzare.
### Aggiungere i vincoli di simulazione quali i carichi e i supporti al modello da analizzare.
### Aggiungere un materiale per il modello da analizzare
### Aggiungere un materiale per il modello da analizzare.
### Creare un elemento mesh finito per il modello geometrico o importarlo da una diversa applicazione.
# Risoluzione: risoluzione di un sistema di equazioni usando un risolutore esterno dall'interno di FreeCAD.
# Postelaborazione: visualizzare i risultati dell'analisi dall'interno di FreeCAD.
# Risoluzione: eseguire usando un risolutore esterno dall'interno di FreeCAD.
# Postelaborazione: visualizzare i risultati dell'analisi dall'interno di FreeCAD, o esportare i risultati in modo che possano essere postelaborati con un'altra applicazione.
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Dalla versione 0.15 di FreeCAD, il modulo FEM può essere usato su piattaforme Windows, Mac OSX e Linux. Dato che il modulo FEM utilizza un risolutore esterno, la quantità di interventi manuali dipende dal sistema operativo che si sta utilizzando. Consultare la pagina [[FEM_Install/it|Installare FEM]] per le istruzioni sulla configurazione degli strumenti esterni.
Dalla versione 0.15 di FreeCAD, il modulo FEM può essere usato su piattaforme Windows, Mac OSX e Linux. Dato che il modulo FEM utilizza un risolutore esterno, la quantità di interventi manuali dipende dal sistema operativo che si sta utilizzando. Consultare la pagina [[FEM_Install/it|Installare FEM]] per le istruzioni sulla configurazione degli strumenti esterni.
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* [[Image:Fem-material-nonlinear.svg|32px]] [[FEM_MaterialMechanicalNonlinear/it|Materiale non lineare]]: Consente di selezionare un materiale dal database.
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* [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] [[Material_editor/it|Editor di materiale]]:: Consente di aprire l'editor dei materiali per modificare i materiali
* immagine mancante [[FEM_MaterialReinforced/it| Materiale rinforzato]]: consente di selezionare dal database i materiali rinforzati costituiti da una matrice e un rinforzo.

* [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] [[Material_editor/it|Editor dei materiali]]: Consente di aprire l'editor dei materiali per modificare i materiali


=== Geometria dell'elemento ===
=== Geometria dell'elemento ===
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* [[Image:Fem-shell-thickness.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry2D/it|Spessore di una lastra]]:
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* [[Image:Fem-fluid-section.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D/it|Sezione del fluido per flusso 1D]]:
* [[Image:Fem-fluid-section.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D/it|Sezione del fluido per flusso 1D]]: Crea un elemento sezione del fluido FEM per reti pneumatiche e idrauliche.


=== Vincoli elettrostatici ===
=== Vincoli elettrostatici ===
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=== Vincoli dei fluidi ===
=== Vincoli dei fluidi ===


* [[Image:Fem-constraint-initial-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialFlowVelocity/it|Vincolo velocità iniziale del flusso]]:
* [[Image:Fem-constraint-initial-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialFlowVelocity/it|Vincolo velocità iniziale del flusso]]: Utilizzato per definire una velocità di flusso iniziale per il dominio.


* [[Image:Fem-constraint-fluid-boundary.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFluidBoundary/it|Vincolo contorno fluido]]:
* [[Image:Fem-constraint-fluid-boundary.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFluidBoundary/it|Vincolo contorno del fluido]]:


* [[Image:Fem-constraint-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFlowVelocity|Vincolo velocità del flusso]]:
* [[Image:Fem-constraint-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFlowVelocity/it|Vincolo velocità del flusso]]: Utilizzato per definire una velocità del flusso come condizione di un contorno su un bordo (2D) o una faccia (3D).


=== Vincoli meccanici ===
=== Vincoli meccanici ===
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* [[Image:Fem-constraint-contact.svg|32px]] [[FEM_ConstraintContact/it|Vincolo contatto]]: Serve per definire un vincolo contatto tra due facce.
* [[Image:Fem-constraint-contact.svg|32px]] [[FEM_ConstraintContact/it|Vincolo contatto]]: Serve per definire un vincolo contatto tra due facce.


* [[Image:Fem-constraint-transform.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTransform/it|Trasforma vincolo]]:
* [[Image:Fem-constraint-transform.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTransform/it|Vincolo trasforma]]: Utilizzato per definire un vincolo di trasformazione su una faccia.


* [[Image:Fem-constraint-force.svg|32px]] [[FEM_ConstraintForce/it|Vincolo forza]]: Usato per definire una forza in N applicata uniformemente ad una faccia selezionabile, nella direzione definibile.
* [[Image:Fem-constraint-force.svg|32px]] [[FEM_ConstraintForce/it|Vincolo forza]]: Usato per definire una forza in N applicata uniformemente ad una faccia selezionabile, nella direzione definibile.
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* [[Image:Fem-constraint-gear.svg|32px]] [[FEM_ConstraintGear/it|Vincolo ingranaggio]]: Per definire un vincolo ingranaggio.
* [[Image:Fem-constraint-gear.svg|32px]] [[FEM_ConstraintGear/it|Vincolo ingranaggio]]: Per definire un vincolo ingranaggio.


* [[Image:Fem-constraint-pulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley/it|Vincolo puleggia]]: Per definire un vincolo puleggia.
* [[Image:Fem-constraint-pulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley/it|Vincolo puleggia]]: Per definire un vincolo puleggia.


=== Vincoli termici ===
=== Vincoli termici ===
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== Menu Solutore ==
== Menu Solutore ==


* [[Image:Fem-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools/it|Solutore Calculix CCX tools]]: Crea un nuovo solutore per questa analisi. Nella maggior parte dei casi viene creato il risolutore unitamente all'analisi.
* [[Image:Fem_Solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculixCxxtools/it|Solutore Calculix CCX tools]]: Crea un nuovo solutore per questa analisi. Nella maggior parte dei casi viene creato il risolutore unitamente all'analisi.


* [[Image:Fem-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculiX/it|Solutore CalculiX]]:
* [[Image:Fem_Solver.svg|32px]] [[FEM_SolverCalculiX/it|Solutore CalculiX]]:


* [[Image:Fem-elmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/it|Solutore Elmer]]:
* [[Image:Fem-elmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer/it|Solutore Elmer]]: Crea il controller del risolutore per Elmer. È indipendente da altri oggetti del risolutore.


* [[Image:Fem-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverZ88/it|Solutore Z88]]:
* [[Image:Fem_Solver.svg|32px]] [[FEM_SolverZ88/it|Solutore Z88]]:


* [[Image:Fem-equation-heat.svg|32px]] [[FEM_EquationHeat/it|Equation heat]]:
* [[Image:Fem-equation-heat.svg|32px]] [[FEM_EquationHeat/it|Equation heat]]:
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* [[Image:fem-clipping-plane-remove-all.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneRemoveAll/it|Rimuovi tutti i piani di taglio]]:
* [[Image:fem-clipping-plane-remove-all.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneRemoveAll/it|Rimuovi tutti i piani di taglio]]:

* [[Image:Preferences-fem.svg|32px]] [[FEM_Examples/it|Esempi di FEM]]: Apri la GUI per accedere agli esempi FEM.


== Menu contestuale ==
== Menu contestuale ==
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== Preferenze ==
== Preferenze ==


* [[Image:Std_DlgParameter.svg|32px]] [[Fem_Preferences/it|Preferenze...]]: Preferenze disponibili per gli strumenti FEM.
* [[Image:Std_DlgParameter.svg|32px]] [[FEM_Preferences/it|Preferenze...]]: Preferenze disponibili per gli strumenti FEM.


== Informazioni ==
== Informazioni ==
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Tutorial 4: [[FEM Shear of a Composite Block/it|Taglio FEM di un blocco composito]]; vedere la deformazione di un blocco composto da due materiali.
Tutorial 4: [[FEM Shear of a Composite Block/it|Taglio FEM di un blocco composito]]; vedere la deformazione di un blocco composto da due materiali.

Tutorial 5: [[Transient FEM analysis/it|Analisi FEM transitoria]]

Tutorial 6: [[Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview/it|Post-elaborazione dei risultati FEM con Paraview]]

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




Tutorial di analisi meccaniche termiche di [https://opensimsa.github.io/training.html openSIM]
Tutorial di analisi meccaniche termiche di [https://opensimsa.github.io/training.html openSIM]
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Altri tutorial video: [https://www.youtube.com/channel/UCnvFCm2BbXOVI3ObfXcxXhw anisim Open Source Engineering Software] (in tedesco).
Altri tutorial video: [https://www.youtube.com/channel/UCnvFCm2BbXOVI3ObfXcxXhw anisim Open Source Engineering Software] (in tedesco).


== Estendere l'ambiente FEM ==
==Estendere l'ambiente FEM==


L'ambiente FEM è in costante sviluppo. Un obiettivo del progetto è trovare i modi per interagire facilmente con i vari solutori FEM, in modo che l'utente finale possa semplificare il processo di creazione, meshing, simulazione e ottimizzazione di un problema di progettazione tecnica, tutto in FreeCAD.
L'ambiente FEM è in costante sviluppo. Un obiettivo del progetto è trovare i modi per interagire facilmente con i vari solutori FEM, in modo che l'utente finale possa semplificare il processo di creazione, meshing, simulazione e ottimizzazione di un problema di progettazione tecnica, tutto in FreeCAD.
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* [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)


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Revision as of 20:54, 3 September 2020

L'icona dell'ambiente FEM

Introduzione

Il Modulo FEM offre a FreeCAD un moderno flusso di lavoro per l'analisi agli elementi finiti (FEA). Questo significa che tutti gli strumenti per fare una analisi degli elementi finiti sono combinati in una GUI.

Flusso di lavoro

I passaggi per effettuare un'analisi ad elementi finiti sono:

  1. Preelaborazione: impostazione del problema di analisi.
    1. Modellazione della geometria: creazione della geometria con FreeCAD o importazione da una diversa applicazione.
    2. Creare una analisi.
      1. Aggiungere i vincoli di simulazione quali i carichi e i supporti al modello da analizzare.
      2. Aggiungere un materiale per il modello da analizzare.
      3. Creare un elemento mesh finito per il modello geometrico o importarlo da una diversa applicazione.
  2. Risoluzione: eseguire usando un risolutore esterno dall'interno di FreeCAD.
  3. Postelaborazione: visualizzare i risultati dell'analisi dall'interno di FreeCAD, o esportare i risultati in modo che possano essere postelaborati con un'altra applicazione.

Dalla versione 0.15 di FreeCAD, il modulo FEM può essere usato su piattaforme Windows, Mac OSX e Linux. Dato che il modulo FEM utilizza un risolutore esterno, la quantità di interventi manuali dipende dal sistema operativo che si sta utilizzando. Consultare la pagina Installare FEM per le istruzioni sulla configurazione degli strumenti esterni.

Flusso di lavoro del Workbench FEM; il workbench chiama due programmi esterni per eseguire il meshing di un oggetto solido e risolvere il problema degli elementi finiti

Menu Modello

  • Contenitore analisi: Crea un nuovo contenitore per una analisi meccanica statica. Se invece, prima di cliccare su questo strumento, viene selezionato un solido nella vista ad albero si apre la finestra di meshing.

Materiali


  • immagine mancante Materiale rinforzato: consente di selezionare dal database i materiali rinforzati costituiti da una matrice e un rinforzo.

Geometria dell'elemento

Vincoli elettrostatici

Vincoli dei fluidi

  • Vincolo velocità del flusso: Utilizzato per definire una velocità del flusso come condizione di un contorno su un bordo (2D) o una faccia (3D).

Vincoli meccanici

  • Vincolo fissaggio: Serve per definire un vincolo di fissaggio su un punto, bordo o faccia (e).
  • Vincolo trasforma: Utilizzato per definire un vincolo di trasformazione su una faccia.
  • Vincolo forza: Usato per definire una forza in N applicata uniformemente ad una faccia selezionabile, nella direzione definibile.
  • Vincolo peso proprio: Utilizzato per definire una accelerazione di gravità che agisce su un modello.

Vincoli termici

  • Vincolo temperatura: Per definire un vincolo di temperatura limite su un punto, bordo o faccia (e).

Menu Mesh

Menu Solutore

  • Solutore Calculix CCX tools: Crea un nuovo solutore per questa analisi. Nella maggior parte dei casi viene creato il risolutore unitamente all'analisi.
  • Solutore Elmer: Crea il controller del risolutore per Elmer. È indipendente da altri oggetti del risolutore.

Menu Risultati

Menu: Utilità

Menu contestuale

Preferenze

Informazioni

Le seguenti pagine spiegano diversi argomenti dell'ambiente FEM.

FEM Install: una descrizione dettagliata su come impostare i programmi esterni utilizzati in questo ambiente.

Mesh FEM: ulteriori informazioni su come ottenere una mesh per l'analisi degli elementi finiti.

FEM Solver: ulteriori informazioni sui diversi solutori disponibili nel workbench e quelli che potrebbero essere utilizzati in futuro.

FEM CalculiX: ulteriori informazioni su CalculiX, il solutore predefinito utilizzato nel workbench per l'analisi strutturale.

FEM Concrete: informazioni interessanti sul tema della simulazione di strutture in calcestruzzo.

Progetto FEM: ulteriori informazioni sul sistema di unità, limitazioni, e le idee di sviluppo e la tabella di marcia dell'ambiente.

Tutorial

Tutorial 1: FEM CalculiX Trave a sbalzo 3D; analisi di base di una trave.

Tutorial 2: Tutorial di FEM; semplice analisi della tensione di una struttura.

Tutorial 3: FEM Tutorial Python; esempio di configurazione della trave a sbalzo interamente attraverso lo scripting in Python, inclusa la mesh.

Tutorial 4: Taglio FEM di un blocco composito; vedere la deformazione di un blocco composto da due materiali.

Tutorial 5: Analisi FEM transitoria

Tutorial 6: Post-elaborazione dei risultati FEM con Paraview

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


Tutorial di analisi meccaniche termiche di openSIM

Video Tutorial 1: Articolo nel forum (con il link YouTube)

Video Tutorial 2: Articolo nel forum (con il link YouTube)

Altri tutorial video: anisim Open Source Engineering Software (in tedesco).

Estendere l'ambiente FEM

L'ambiente FEM è in costante sviluppo. Un obiettivo del progetto è trovare i modi per interagire facilmente con i vari solutori FEM, in modo che l'utente finale possa semplificare il processo di creazione, meshing, simulazione e ottimizzazione di un problema di progettazione tecnica, tutto in FreeCAD.

Le seguenti informazioni sono rivolte agli utenti esperti e agli sviluppatori che desiderano estendere l'ambiente FEM in modi diversi. Serve avere familiarità con C++ e Python, ed è anche necessaria una certa conoscenza del sistema "document object" utilizzato in FreeCAD; queste informazioni sono disponibili nella documentazione per utenti esperti e nella documentazione per gli sviluppatore. Notare che, poiché FreeCAD è in fase di sviluppo attivo, alcuni articoli potrebbero essere vecchi e quindi obsoleti. Le informazioni più aggiornate sono discusse nel forum di FreeCAD, nella sezione Development. Per discussioni, consigli o assistenza FEM sull'estensione dell'ambiente, il fare riferimento al subforum FEM.

I seguenti articoli spiegano come è possibile estendere il workbench, ad esempio aggiungendo nuovi tipi di condizioni (vincoli) o equazioni.

Per aiutare gli utenti a comprendere la complessa base di codici di FreeCAD e le interazioni tra gli elementi principali e i singoli ambienti è stata scritta una guida per lo sviluppatore . Il libro è ospitato su github in modo che più utenti possano contribuirvi e tenerlo aggiornato.