FEM Workbench/ru: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
(Updating to match new version of source page)
(Updating to match new version of source page)
(38 intermediate revisions by 3 users not shown)
Line 1: Line 1:
<languages/>
<languages/>
{{Docnav
|[[Drawing Workbench|Drawing Workbench]]
|[[Image Workbench|Image Workbench]]
|IconL=Workbench_Drawing.svg
|IconR=Workbench_Image.svg
}}

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

== Введение ==

<div class="mw-translate-fuzzy">
<div class="mw-translate-fuzzy">
'''Верстак FEM''' предоставляет современный набор инструментов для анализа Методом Конечных Элементов в FreeCAD. В основном это значит объединение в одном GUI всех инструментов для выполнения анализа Методом Конечных Элементов.
'''Верстак МКЭ''' предоставляет современный набор инструментов для анализа Методом Конечных Элементов в FreeCAD. В основном это значит объединение в одном GUI всех инструментов для выполнения анализа Методом Конечных Элементов.
</div>
</div>


{{TOCright}}
[[Image:FemWorkbench.jpg]]<br />
[[Image:FemWorkbench.jpg|300px]]


== Workflow ==

<div class="mw-translate-fuzzy">
Шаги которые необходимо сделать чтобы произвести расчет МКЭ в GUI верстака FEM FreeCAD:
Шаги которые необходимо сделать чтобы произвести расчет МКЭ в GUI верстака FEM FreeCAD:
* Препроцессор
* Препроцессор
Line 17: Line 32:
* Постпроцессор
* Постпроцессор
** Посмотреть в FreeCAD GUI Результаты.
** Посмотреть в FreeCAD GUI Результаты.
</div>

Выше в основном описано как производить расчет МКЭ в верстаке FEM FreeCAD. Подробная справка об инструментах GUI представлена ниже.


<div class="mw-translate-fuzzy">
<div class="mw-translate-fuzzy">
Line 24: Line 38:
</div>
</div>


[[Image:FEM_Workbench_workflow.svg|600px]]
== Инструменты ==
{{Template:FEM_Tools/ru}}


{{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}}
== Учебники ==
Учебник 1 [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D/ru| FEM CalculiX Cantilever 3D]]


== Menu: Model ==
Учебник 2 [[FEM_tutorial/ru | Учебник по МКЭ]]


* [[Image:FEM_Analysis.svg|32px]] [[FEM_Analysis/ru|Analysis container]]: Создаёт новый контейнер для механического анализа. Если перед кликом на нём было выделено твёрдое тело, будет запущен диалог создания сетки МКЭ.
Учебник 3 [[FEM_Tutorial_Python/ru | FEM Tutorial Python]]


=== Materials ===
Tutorial 4 [[FEM Shear of a Composite Block|FEM Shear of a Composite Block]]


* [[Image:Fem-material.svg|32px]] [[FEM_MaterialSolid/ru|Material for solid]]: Выберите материал из базы данных.
<div class="mw-translate-fuzzy">
Набор учебников по термомеханическому анализу [http://opensim.co.za/index.php?option=com_jdownloads&task=download.send&id=2&catid=6&m=0&Itemid=618 Архив zip с запакованными файлами PDF]
</div>


* [[Image:Fem-material-fluid.svg|32px]] [[FEM_MaterialFluid|Material for fluid]]: Lets you select a material from the database.
Video Tutorial 1 [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499#p158353 Forum post with you tube link]


* [[Image:Fem-material-nonlinear.svg|32px]] [[FEM_MaterialMechanicalNonlinear|Nonlinear mechanical material]]: Lets you select a material from the database.
Video Tutorial 2 [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499&start=10#p162321 Forum post with you tube link]


Further video Tutorials [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499&start=10#p162640 Forum post with you tube link]


* image is missing [[FEM_MaterialReinforced|Reinforced material]]: Lets you select reinforced materials consist of a matrix and a reinforcement from the database.
* [[Extend_FEM_Module|Extend FEM Module]]
** [[Add_FEM_Equation_Tutorial|Add FEM Equation Tutorial]]
** [[Add_FEM_Constraint_Tutorial|Add FEM Constraint Tutorial]]


* [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] [[Material_editor|Material editor]]:: Lets you open the material editor to edit materials

=== Element Geometry ===

* [[Image:Fem-beam-section.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry1D/ru|Beam cross section]]:

* [[Image:Fem-beam-rotation.svg|32px]] [[FEM_ElementRotation1D|Beam rotation]]:

* [[Image:Fem-shell-thickness.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry2D|Shell plate thickness]]:

* [[Image:Fem-fluid-section.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D|Fluid section for 1D flow]]:

=== Electrostatic Constraints ===

* [[Image:fem-constraint-electrostatic-potential.svg|32px]] [[FEM_ConstraintElectrostaticPotential|Constraint electrostatic potential]]:

=== Fluid constraints ===

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

* [[Image:Fem-constraint-fluid-boundary.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFluidBoundary|Constraint fluid boundary]]:

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

=== Mechanical constraints ===

* [[Image:Fem-constraint-fixed.svg|32px]] [[FEM_ConstraintFixed/ru|Constraint fixed]]: Используется для определения ограничения с фиксацией точки/грани/поверхности.

* [[Image:Fem-constraint-displacement.svg|32px]] [[FEM_ConstraintDisplacement/ru|Constraint displacement]]: Используется для определения ограничений смещения для точки/грани/поверхности.

* [[Image:Fem-constraint-planerotation.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPlaneRotation/ru|Constraint plane rotation]]: Используется для определения ограничения плоского вращения на плоской поверхности.

* [[Image:Fem-constraint-contact.svg|32px]] [[FEM_ConstraintContact/ru|Constraint contact]]: Используется для определения контактного ограничения между двумя поверхностями.

* [[Image:Fem-constraint-transform.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTransform|Constraint transform]]:

* [[Image:Fem-constraint-force.svg|32px]] [[FEM_ConstraintForce/ru|Constraint force]]: Используется для определения силы в [N], приложенной равномерно к выбираемой поверхности в определяемом направлении.

* [[Image:Fem-constraint-pressure.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPressure/ru|Constraint pressure]]: Используется для определения ограничения давления.

* [[Image:Fem-constraint-selfweight.svg|32px]] [[FEM_ConstraintSelfWeight|Constraint self weight]]: Used to define a gravity acceleration acting on a model.

* [[Image:Fem-constraint-bearing.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBearing/ru|Constraint bearing]]: Используется для определения подшипниковых ограничений.

* [[Image:Fem-constraint-gear.svg|32px]] [[FEM_ConstraintGear/ru|Constraint gear]]: Используется для определения редукторных ограничений.

* [[Image:Fem-constraint-pulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley/ru|Constraint pulley]]: Используется для определения ограничений шкива.

=== Thermal constraints ===

* [[Image:Fem-constraint-InitialTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialTemperature/ru|Constraint initial temperature]]: Используется для определения начальной температуры тела.

* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintHeatflux/ru|Constraint heatflux]]: Используется для определения ограничений тепловых потоков на поверхностях.

* [[Image:Fem-constraint-temperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintTemperature/ru|Constraint temperature]]: Используется для определения температурных ограничений для точки/грани/поверхности.

* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBodyHeatSource|Constraint body heat source]]:

== Menu: Mesh ==

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

* [[Image:Fem-femmesh-gmsh-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshGmshFromShape|FEM mesh from shape by GMSH]]:

* [[Image:Fem-femmesh-boundary-layer.svg|32px]] [[FEM_MeshBoundaryLayer|FEM mesh boundary layer]]:

* [[Image:Fem-femmesh-region.svg|32px]] [[FEM_MeshRegion|FEM mesh region]]:

* [[Image:Fem-femmesh-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshGroup|FEM mesh group]]:

* [[Image:Fem-femmesh-create-node-by-poly.svg|32px]] [[FEM_CreateNodesSet/ru|Nodes set]]: Создаёт/определяет набор нодов. Пока не работает.

* [[Image:Fem-femmesh-to-mesh.svg|32px]] [[FEM_FemMesh2Mesh|FEM mesh to mesh]]: Convert the surface of a FEM mesh to a mesh.

== Menu: Solve ==

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

* [[Image:Fem-elmer.svg|32px]] [[FEM_SolverElmer|Solver Elmer]]:

* [[Image:Fem_Solver.svg|32px]] [[FEM_SolverZ88|Solver Z88]]:

* [[Image:Fem-equation-heat.svg|32px]] [[FEM_EquationHeat|Equation heat]]:

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

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

* [[Image:Fem-equation-fluxsolver.svg|32px]] [[FEM_EquationFluxsolver|Equation fluxsolver]]:

* [[Image:Fem-equation-flow.svg|32px]] [[FEM_EquationFlow|Equation flow]]:

* [[Image:Fem-control-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverControl|Solver job control]]: Opens the menu to adjust and start the selected solver.

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

== Menu: Results ==

* [[Image:Fem-purge-results.svg|32px]] [[FEM_ResultsPurge/ru|Results purge]]: Очищает текущие результаты расчёта (Results в древе проекта).

* [[Image:Fem-result.svg|24px]] [[FEM_ResultShow/ru|Result show]]: Используется для показа результатов исследования (Von Mises Stress или Displacement).

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

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

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

* [[Image:Fem-clip.svg|32px]] [[FEM_PostCreateClipFilter|Post Create clip filter]]:

* [[Image:Fem-DataAlongLine.svg|32px]] [[FEM_PostCreateDataAlongLineFilter|Post Create data along line filter]]:

* [[Image:Fem-linearizedstresses.svg|32px]] [[FEM_PostCreateLinearizedStressesFilter|Post Create linearized stresses]]:

* [[Image:fem-post-filter-data-at-point.png|32px]] [[FEM_PostCreateDataAtPointFilter|Post Create data at point filter]]:

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

== Menu: Utilities ==

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

* [[Image:fem-clipping-plane-remove-all.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneRemoveAll|Remove all clipping planes]]:

== Context Menu ==

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

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

== Preferences ==

* [[Image:Std_DlgParameter.svg|32px]] [[Fem_Preferences|Preferences...]]: Preferences available in FEM Tools.

<div class="mw-translate-fuzzy">
== Ссылки ==
== Ссылки ==
[[FEM_Install/ru|Установка FEM]] содержит детальное определение настройки работы модуля FEM.
[[FEM_Install/ru|Установка FEM]] содержит детальное определение настройки работы модуля FEM.
</div>

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.


<div class="mw-translate-fuzzy">
<div class="mw-translate-fuzzy">
Line 57: Line 212:
</div>
</div>


<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_Solver| FEM Solver]] for further Informations about FEM Solvers in FEM Module,
[[FEM_Solver| FEM Solver]] for further Informations about FEM Solvers in FEM Module,
</div>


<div class="mw-translate-fuzzy">
<div class="mw-translate-fuzzy">
Line 63: Line 220:
</div>
</div>


<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_Concrete|FEM Concrete]] for informations about analysis's of concrete structures.
</div>

<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_project/ru|FEM Project]] содержит более детальную информацию о единицах, ограничениях и о проектировании модуля FEM.
[[FEM_project/ru|FEM Project]] содержит более детальную информацию о единицах, ограничениях и о проектировании модуля FEM.
</div>


<div class="mw-translate-fuzzy">
== Учебники ==
Учебник 1 [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D/ru| FEM CalculiX Cantilever 3D]]
</div>

<div class="mw-translate-fuzzy">
Учебник 2 [[FEM_tutorial/ru | Учебник по МКЭ]]
</div>

<div class="mw-translate-fuzzy">
Учебник 3 [[FEM_Tutorial_Python/ru | FEM Tutorial Python]]
</div>

<div class="mw-translate-fuzzy">
Tutorial 4 [[FEM Shear of a Composite Block|FEM Shear of a Composite Block]]
</div>

Tutorial 5: [[Transient FEM analysis]]

Tutorial 6: [[Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview]]


<div class="mw-translate-fuzzy">
Набор учебников по термомеханическому анализу [http://opensim.co.za/index.php?option=com_jdownloads&task=download.send&id=2&catid=6&m=0&Itemid=618 Архив zip с запакованными файлами PDF]
</div>

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

Video tutorial 2: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499&start=10#p162321 FEM video for beginner] (including YouTube link)

Many video tutorials: [https://www.youtube.com/channel/UCnvFCm2BbXOVI3ObfXcxXhw anisim Open Source Engineering Software] (in German)

== Extending the FEM Workbench ==

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 [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].

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]]

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.
* [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?t=17581 Early preview of ebook: Module developer' guide to FreeCAD source] (forum thread)
* [https://github.com/qingfengxia/FreeCAD_Mod_Dev_Guide FreeCAD Mod Dev Guide] (github repository)

<div class="mw-translate-fuzzy">
{{docnav/ru|Arch Module/ru|Robot Module/ru}}
{{docnav/ru|Arch Module/ru|Robot Module/ru}}
</div>


{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}
[[Category:User Documentation/ru]]
{{Userdocnavi{{#translation:}}}}
[[Category:Workbenches{{#translation:}}]]

Revision as of 22:44, 18 March 2020

FEM workbench icon

Введение

Верстак МКЭ предоставляет современный набор инструментов для анализа Методом Конечных Элементов в FreeCAD. В основном это значит объединение в одном GUI всех инструментов для выполнения анализа Методом Конечных Элементов.

Workflow

Шаги которые необходимо сделать чтобы произвести расчет МКЭ в GUI верстака FEM FreeCAD:

  • Препроцессор
    • Моделирование геометрии, здесь FreeCAD уже является вполне развитым приложением.
    • Создать Расчет:
      • Создать Сетку МКЭ из геометрической модели.
      • Добавить Условия, такие как нагрузки и фиксаторы к расчетной модели.
      • Добавить в расчетную модель Материал
  • Решение уравнений
    • Решение системы уравнений из FreeCAD GUI.
  • Постпроцессор
    • Посмотреть в FreeCAD GUI Результаты.

В версиях 0.15 и 0,16 FreeCAD модуль FEM может использовать платформы Windows, Mac OSX и Linux. Поскольку верстак FEM использует внешние программы, многие ручные настройки, требуемые для того, чтобы верстак FEM стал готов к использованию, зависит от используемой Вами операционной системы. Смотрите FEM Install.

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

Menu: Model

  • Analysis container: Создаёт новый контейнер для механического анализа. Если перед кликом на нём было выделено твёрдое тело, будет запущен диалог создания сетки МКЭ.

Materials


  • image is missing Reinforced material: Lets you select reinforced materials consist of a matrix and a reinforcement from the database.

Element Geometry

Electrostatic Constraints

Fluid constraints

Mechanical constraints

  • Constraint fixed: Используется для определения ограничения с фиксацией точки/грани/поверхности.
  • Constraint displacement: Используется для определения ограничений смещения для точки/грани/поверхности.
  • Constraint plane rotation: Используется для определения ограничения плоского вращения на плоской поверхности.
  • Constraint contact: Используется для определения контактного ограничения между двумя поверхностями.
  • Constraint force: Используется для определения силы в [N], приложенной равномерно к выбираемой поверхности в определяемом направлении.
  • Constraint pressure: Используется для определения ограничения давления.
  • Constraint bearing: Используется для определения подшипниковых ограничений.
  • Constraint gear: Используется для определения редукторных ограничений.
  • Constraint pulley: Используется для определения ограничений шкива.

Thermal constraints

  • Constraint heatflux: Используется для определения ограничений тепловых потоков на поверхностях.
  • Constraint temperature: Используется для определения температурных ограничений для точки/грани/поверхности.

Menu: Mesh

  • Nodes set: Создаёт/определяет набор нодов. Пока не работает.

Menu: Solve

  • Solver Calculix CCX tools: Creates a new solver for this analysis. In most cases the solver is created together with the analysis.

Menu: Results

  • Results purge: Очищает текущие результаты расчёта (Results в древе проекта).
  • Result show: Используется для показа результатов исследования (Von Mises Stress или Displacement).

Menu: Utilities

Context Menu

Preferences

Ссылки

Установка FEM содержит детальное определение настройки работы модуля FEM.

The following pages explain different topics of the FEM Workbench.

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

FEM Mesh содержит дальнейшую информацию о сети МКЭ в FreeCAD

FEM Solver for further Informations about FEM Solvers in FEM Module,

FEM CalculiX содержит информацию об интерфейсе между модулем FEM и текущим решателем CalculiX

FEM Concrete for informations about analysis's of concrete structures.

FEM Project содержит более детальную информацию о единицах, ограничениях и о проектировании модуля FEM.

Учебники

Учебник 1 FEM CalculiX Cantilever 3D

Учебник 2 Учебник по МКЭ

Учебник 3 FEM Tutorial Python

Tutorial 5: Transient FEM analysis

Tutorial 6: Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview


Набор учебников по термомеханическому анализу Архив zip с запакованными файлами PDF

Video tutorial 1: FEM video for beginner (including YouTube link)

Video tutorial 2: FEM video for beginner (including YouTube link)

Many video tutorials: anisim Open Source Engineering Software (in German)

Extending the FEM Workbench

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.

The following articles explain how the workbench can be extended, for example, by adding new types of boundary conditions (constraints), or equations.

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.

Arch Module/ru
Robot Module/ru