FEM Workbench/ru: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
No edit summary
No edit summary
Line 125: Line 125:
* [[Image:FEM_MeshNetgenFromShape.svg|32px]] [[FEM_MeshNetgenFromShape/ru|Cетка МКЭ из фигуры генерируемая построителем Netgen]]: Create a FEM mesh from a solid or face shape by Netgen internal mesher.
* [[Image:FEM_MeshNetgenFromShape.svg|32px]] [[FEM_MeshNetgenFromShape/ru|Cетка МКЭ из фигуры генерируемая построителем Netgen]]: Create a FEM mesh from a solid or face shape by Netgen internal mesher.


* [[Image:FEM_MeshGmshFromShape.svg|32px]] [[FEM_MeshGmshFromShape/ru|Сетка МКЭ из формы с помощью Gmsh]]:
* [[Image:FEM_MeshGmshFromShape.svg|32px]] [[FEM_MeshGmshFromShape/ru|Сетка МКЭ из фигуры генерируемая построителем Gmsh]]: Создать сетку МКЭ из фигуры с помощью генератора сетки Gmsh.


<div class="mw-translate-fuzzy">
<div class="mw-translate-fuzzy">

Revision as of 19:11, 8 August 2021

Иконка верстака FEM

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

  • Material editor: Позволяет открыть редактор для редактирования материалов.

Геометрия элемента

  • Fluid section for 1D flow: Создает элемент жидкостной секции МКЭ для пневматических и гидравлических сетей.

Электростатические ограничения

Жидкостные ограничения

  • Constraint flow velocity: Используется для задания скорости потока как граничного условия на кромке (2D) или грани (3D).

Геометрические Ограничения

  • Constraint plane rotation: Используется для определения ограничения плоского вращения на плоской поверхности.
  • Constraint transform: Используется для назначения ограничения трансформации на грани.

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 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 self weight: используется для определения ускорения свободного падения, действующего на модель.

Температурные ограничения

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

Constraints without solver

  • Constraint bearing: Используется для определения подшипниковых ограничений.
  • Constraint gear: Используется для определения редукторных ограничений.
  • Constraint pulley: Используется для определения ограничений шкива.

Overwrite Constants

Меню: Сетка

  • Nodes set: Создаёт/определяет набор нодов для сетки метода конечных элементов.
  • FEM mesh to mesh: Преобразуйте поверхность сетки МКЭ в сетку.

Меню: Решение

  • Solver CalculiX Standard: Создает новый решатель для этого анализа. В большинстве случаев решатель создается вместе с анализом.
  • Solver Elmer: Создает контроллер решателя для Элмера. Он не зависит от других объектов решателя.
  • Solver job control: Открывает меню для настройки и запуска выбранного решателя.

Меню: Результаты

  • Purge results: Очищает текущие результаты расчёта (Results в древе проекта).
  • Show result: Используется для показа результатов исследования (Von Mises Stress или Displacement).

Меню: Утилиты

  • Open FEM examples: Открыть графический интерфейс для доступа к примерам МКЭ.

Контекстное меню

Настройки

  • Preferences...: Доступные настройки инструментов FEM.

Информация

На следующих страницах объясняются различные темы верстака FEM.

Установка FEM: подробное описание по установке(настройке) внешних программ используемых 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.

Учебник 5: Переходный анализ методом конечных элементов

Учебник 6: Постобработка результатов МКЭ с помощью Paraview

Учебник 7: FEM Example Capacitance Two Balls, 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)

Расширение верстака FEM

Верстак FEM находится в постоянном развитии. Цель проекта - найти способы простого взаимодействия с различными решателями МКЭ, чтобы конечный пользователь мог упростить процесс создания, построения сетки, моделирования и оптимизации задачи инженерного проектирования, и все это внутри FreeCAD.

Дальнейшая информация предназначена для опытных пользователей и разработчиков, которые хотят расширить верстак FEM. Ожидается знакомство с C ++ и Python, а также необходимы некоторые знания о системе «объект документа», используемой в FreeCAD; эта информация доступна в Центре опытных пользователей и Центре разработчиков. Обратите внимание: поскольку FreeCAD находится в активной разработке, некоторые статьи могут быть слишком старыми и, следовательно, устаревшими. Самая последняя информация обсуждается на форумах FreeCAD в разделе «Разработка». Для обсуждения FEM, советов или помощи в расширении верстака читателю следует обратиться к подфоруму FEM.

В следующих статьях объясняется, как можно расширить рабочую среду, например, путем добавления новых типов граничных условий (ограничений) или уравнений.

Руководство разработчика было написано, чтобы помочь опытным пользователям разобраться в сложной кодовой базе FreeCAD и взаимодействиях между основными элементами и отдельными рабочими средами. Книга размещена на github, поэтому несколько пользователей могут вносить в нее свой вклад и постоянно обновлять.

Расшириенная информация о Верстаке FEM