FEM Workbench/ru: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
(Created page with "=== Механические ограничения ===")
(Created page with "* 32px Preferences...: Доступные настройки инструментов FEM.")
(28 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 33: Line 33:
[[Image:FEM_Workbench_workflow.svg|600px]]
[[Image:FEM_Workbench_workflow.svg|600px]]


{{Caption|Рабочий процесс FEM Workbench; верстак вызывает две внешние программы для создания сетки твердого объекта и выполнения фактического решения задачи конечных элементов}}
{{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}}


== Меню: Модель ==
== Меню: Модель ==
Line 43: Line 43:
* [[Image:Fem-material.svg|32px]] [[FEM_MaterialSolid/ru|Material for solid]]: Выберите материал из базы данных.
* [[Image:Fem-material.svg|32px]] [[FEM_MaterialSolid/ru|Material for solid]]: Выберите материал из базы данных.


* [[Image:Fem-material-fluid.svg|32px]] [[FEM_MaterialFluid|Material for fluid]]: Lets you select a material from the database.
* [[Image:Fem-material-fluid.svg|32px]] [[FEM_MaterialFluid/ru|Material for fluid]]: Выберите материал из базы данных.


* [[Image:Fem-material-nonlinear.svg|32px]] [[FEM_MaterialMechanicalNonlinear|Nonlinear mechanical material]]: Lets you select a material from the database.
* [[Image:Fem-material-nonlinear.svg|32px]] [[FEM_MaterialMechanicalNonlinear/ru|Nonlinear mechanical material]]: Выберите материал из базы данных.




Line 52: Line 52:
* [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] [[Material_editor|Material editor]]:: Lets you open the material editor to edit materials
* [[Image:Arch_Material_Group.svg|32px]] [[Material_editor|Material editor]]:: Lets you open the material editor to edit materials


=== Element Geometry ===
=== Геометрия элемента ===


* [[Image:Fem-beam-section.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry1D/ru|Beam cross section]]:
* [[Image:Fem-beam-section.svg|32px]] [[FEM_ElementGeometry1D/ru|Beam cross section]]:
Line 62: Line 62:
* [[Image:Fem-fluid-section.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D|Fluid section for 1D flow]]: Creates a FEM fluid section element for pneumatic and hydraulic networks.
* [[Image:Fem-fluid-section.svg|32px]] [[FEM_ElementFluid1D|Fluid section for 1D flow]]: Creates a FEM fluid section element for pneumatic and hydraulic networks.


=== Электростатические ограничения ===
=== Electrostatic Constraints ===


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


=== Жидкостные ограничения ===
=== Fluid constraints ===


* [[Image:Fem-constraint-initial-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialFlowVelocity|Constraint initial flow velocity]]: Used to define an initial flow velocity for the domain.
* [[Image:Fem-constraint-initial-flow-velocity.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialFlowVelocity|Constraint initial flow velocity]]: Used to define an initial flow velocity for the domain.
Line 98: Line 98:
* [[Image:Fem-constraint-pulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley/ru|Constraint pulley]]: Используется для определения ограничений шкива.
* [[Image:Fem-constraint-pulley.svg|32px]] [[FEM_ConstraintPulley/ru|Constraint pulley]]: Используется для определения ограничений шкива.


=== Температурные ограничения ===
=== Thermal constraints ===


* [[Image:Fem-constraint-InitialTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialTemperature/ru|Constraint initial temperature]]: Используется для определения начальной температуры тела.
* [[Image:Fem-constraint-InitialTemperature.svg|32px]] [[FEM_ConstraintInitialTemperature/ru|Constraint initial temperature]]: Используется для определения начальной температуры тела.
Line 108: Line 108:
* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBodyHeatSource|Constraint body heat source]]:
* [[Image:Fem-constraint-heatflux.svg|32px]] [[FEM_ConstraintBodyHeatSource|Constraint body heat source]]:


== Menu: Mesh ==
== Меню: Сетка ==


* [[Image:Fem-femmesh-netgen-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshNetgenFromShape|FEM mesh from shape by Netgen]]:
* [[Image:Fem-femmesh-netgen-from-shape.svg|32px]] [[FEM_MeshNetgenFromShape|FEM mesh from shape by Netgen]]:
Line 124: Line 124:
* [[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-femmesh-to-mesh.svg|32px]] [[FEM_FemMesh2Mesh|FEM mesh to mesh]]: Convert the surface of a FEM mesh to a mesh.


== Menu: Solve ==
== Меню: Решение ==


* [[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_SolverCalculixCxxtools|Solver Calculix CCX tools]]: Creates a new solver for this analysis. In most cases the solver is created together with the analysis.
Line 148: Line 148:
* [[Image:Fem-run-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverRun|Solver run calculation]]: Runs the selected solver of the active analysis.
* [[Image:Fem-run-solver.svg|32px]] [[FEM_SolverRun|Solver run calculation]]: Runs the selected solver of the active analysis.


== Menu: Results ==
== Меню: Результаты ==


* [[Image:Fem-purge-results.svg|32px]] [[FEM_ResultsPurge/ru|Results purge]]: Очищает текущие результаты расчёта (Results в древе проекта).
* [[Image:Fem-purge-results.svg|32px]] [[FEM_ResultsPurge/ru|Results purge]]: Очищает текущие результаты расчёта (Results в древе проекта).
Line 176: Line 176:
** [[Image:Fem-plane.svg|32px]] :
** [[Image:Fem-plane.svg|32px]] :


== Menu: Utilities ==
== Меню: Утилиты ==


* [[Image:fem-clipping-plane-add.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneAdd|Clipping plane on face]]:
* [[Image:fem-clipping-plane-add.svg|32px]] [[FEM_ClippingPlaneAdd|Clipping plane on face]]:
Line 184: Line 184:
* [[Image:Preferences-fem.svg|32px]] [[FEM_Examples|FEM Examples]]: Open the GUI to access FEM examples.
* [[Image:Preferences-fem.svg|32px]] [[FEM_Examples|FEM Examples]]: Open the GUI to access FEM examples.


== Контекстное меню ==
== Context Menu ==


* [[Image:Fem-femmesh-clear-mesh.svg|32px]] [[FEM_MeshClear|FEM mesh clear]]:
* [[Image:Fem-femmesh-clear-mesh.svg|32px]] [[FEM_MeshClear|FEM mesh clear]]:
Line 190: Line 190:
* [[Image:Fem-femmesh-print-info.svg|32px]] [[FEM_MeshPrintInfo|FEM mesh print info]]:
* [[Image:Fem-femmesh-print-info.svg|32px]] [[FEM_MeshPrintInfo|FEM mesh print info]]:


==Настройки==
== Preferences ==


* [[Image:Std_DlgParameter.svg|32px]] [[FEM_Preferences|Preferences...]]: Preferences available in FEM Tools.
* [[Image:Std_DlgParameter.svg|32px]] [[FEM_Preferences/ru|Preferences...]]: Доступные настройки инструментов FEM.


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


На следующих страницах объясняются различные темы верстака FEM.
The following pages explain different topics of the FEM Workbench.


[[FEM_Install/ru|Установка FEM]]: детальное определение настройки внешних программ для работы верстака.
[[FEM_Install|FEM Install]]: a detailed description on how to set up the external programs used in the workbench.


[[FEM_Mesh/ru|FEM Mesh]]: дополнительная информация о получении сетки для анализа методом конечных элементов.
<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_Mesh/ru|FEM Mesh]] содержит дальнейшую информацию о сети МКЭ в FreeCAD
</div>


[[FEM_Solver/ru|FEM Solver]]: дополнительная информация о различных решателях метода конечных элементов, доступных в верстаке, и о тех, которые могут быть использованы в будущем.
<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_Solver| FEM Solver]] for further Informations about FEM Solvers in FEM Module,
</div>


[[FEM_CalculiX/ru|FEM CalculiX]] дополнительная информация о CalculiX, решателе по умолчанию, используемом в инструментальных средствах для расчета конструкций.
<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_CalculiX/ru|FEM CalculiX]] содержит информацию об интерфейсе между модулем FEM и текущим решателем CalculiX
</div>


[[FEM_Concrete/ru|FEM Concrete]]: интересная информация по теме моделирования бетонных конструкций.
<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_Concrete|FEM Concrete]] for informations about analysis's of concrete structures.
</div>


[[FEM_project/ru|FEM Project]] дополнительная информация о системе единиц измерения, ограничениях, а также об идеях развития и дорожной карте верстака.
<div class="mw-translate-fuzzy">
[[FEM_project/ru|FEM Project]] содержит более детальную информацию о единицах, ограничениях и о проектировании модуля FEM.
</div>


<div class="mw-translate-fuzzy">
== Учебники ==
== Учебники ==
Учебник 1 [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D/ru| FEM CalculiX Cantilever 3D]]
Учебник 1: [[FEM_CalculiX_Cantilever_3D/ru|FEM CalculiX Cantilever 3D]], базовый анализ балки с простой опорой.
</div>


Учебник 2: [[FEM_tutorial/ru|Учебник по МКЭ]], простой анализ натяжения конструкции.
<div class="mw-translate-fuzzy">
Учебник 2 [[FEM_tutorial/ru | Учебник по МКЭ]]
</div>


Учебник 3: [[FEM_Tutorial_Python/ru|FEM Tutorial Python]], настроить пример консоли только с помощью скриптов на Python, включая сетку.
<div class="mw-translate-fuzzy">
Учебник 3 [[FEM_Tutorial_Python/ru | FEM Tutorial Python]]
</div>


Учебник 4: [[FEM Shear of a Composite Block/ru|FEM Shear of a Composite Block]]; увидеть деформацию блока, состоящего из двух материалов.
<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 5: [[Transient FEM analysis]]
Line 244: Line 223:
Tutorial 6: [[Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview]]
Tutorial 6: [[Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview]]


Учебник 7: [[FEM Example Capacitance Two Balls/ru|FEM Example Capacitance Two Balls/ru]], Учебное пособие по графическому интерфейсу Элмера 6 «Электростатическая емкость двух шариков» с использованием примеров МКЭ.
Tutorial 7: [[FEM Example Capacitance Two Balls]]; Elmer's GUI tutorial 6 "Electrostatics Capacitance Two Balls" using FEM Examples.






Набор учебников по термомеханическому анализу от [https://opensimsa.github.io/training.html openSIM]
<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 1: [https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=18&t=20499#p158353 FEM video for beginner] (including YouTube link)
Line 273: Line 250:
* [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)


{{Docnav/ru
<div class="mw-translate-fuzzy">
|[[Drawing_Workbench/ru|Верстак Drawing]]
{{docnav/ru|Arch Module/ru|Robot Module/ru}}
|[[Image_Workbench/ru|Верстак Image]]
</div>
|IconL=Workbench_Drawing.svg
|IconR=Workbench_Image.svg
}}


{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}
{{FEM Tools navi{{#translation:}}}}

Revision as of 16:56, 21 October 2020

FEM workbench icon

Введение

Верстак FEM предоставляет современный набор инструментов для анализа Методом Конечных Элементов (finite element analysis, FEA) в FreeCAD. В основном это означает, что все инструменты для проведения анализа объединены в один графический интерфейс пользователя (GUI).

Рабочий процесс

Шаги которые необходимо сделать для выполнению анализа методом конечных элементов:

  1. Предварительная обработка: постановка задачи анализа.
    1. Моделирование геометрии: создание геометрии с помощью FreeCAD или ее импорт из другого приложения.
    2. Создание анализа.
      1. Добавление ограничений моделирования, таких как нагрузки и фиксированные опоры, к геометрической модели.
      2. Добавление материалов к деталям геометрической модели.
      3. Создание сетки конечных элементов для геометрической модели или ее импорт из другого приложения.
  2. Решение: запуск внешнего решателя из FreeCAD.
  3. Постобработка: визуализация результатов анализа из FreeCAD или экспорт результатов для их последующей обработки в другом приложении.

В версиях 0.15 и 0,16 FreeCAD верстак FEM может использоваться на Linux, Windows и Mac OSX. Поскольку в рабочей среде используются внешние решатели, объем ручной настройки будет зависеть от используемой вами операционной системы. См. Установка FEM для получения инструкций по настройке внешних инструментов.

Рабочий процесс FEM Workbench; верстак вызывает две внешние программы для создания сетки твердого объекта и выполнения фактического решения задачи конечных элементов

Меню: Модель

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

Материалы


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

Геометрия элемента

Электростатические ограничения

Жидкостные ограничения

Механические ограничения

  • 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.

Температурные ограничения

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

Меню: Сетка

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

Меню: Решение

  • Solver Calculix CCX tools: Creates a new solver for this analysis. In most cases the solver is created together with the analysis.
  • Solver Elmer: Creates the solver controller for Elmer. It is independent from other solver objects.

Меню: Результаты

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

Меню: Утилиты

Контекстное меню

Настройки

  • Preferences...: Доступные настройки инструментов FEM.

Информация

На следующих страницах объясняются различные темы верстака FEM.

Установка FEM: детальное определение настройки внешних программ для работы верстака.

FEM Mesh: дополнительная информация о получении сетки для анализа методом конечных элементов.

FEM Solver: дополнительная информация о различных решателях метода конечных элементов, доступных в верстаке, и о тех, которые могут быть использованы в будущем.

FEM CalculiX дополнительная информация о CalculiX, решателе по умолчанию, используемом в инструментальных средствах для расчета конструкций.

FEM Concrete: интересная информация по теме моделирования бетонных конструкций.

FEM Project дополнительная информация о системе единиц измерения, ограничениях, а также об идеях развития и дорожной карте верстака.

Учебники

Учебник 1: FEM CalculiX Cantilever 3D, базовый анализ балки с простой опорой.

Учебник 2: Учебник по МКЭ, простой анализ натяжения конструкции.

Учебник 3: FEM Tutorial Python, настроить пример консоли только с помощью скриптов на Python, включая сетку.

Учебник 4: FEM Shear of a Composite Block; увидеть деформацию блока, состоящего из двух материалов.

Tutorial 5: Transient FEM analysis

Tutorial 6: Post-Processing_of_FEM_Results_with_Paraview

Учебник 7: FEM Example Capacitance Two Balls/ru, Учебное пособие по графическому интерфейсу Элмера 6 «Электростатическая емкость двух шариков» с использованием примеров МКЭ.


Набор учебников по термомеханическому анализу от openSIM

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.