FEM tutoriel

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Base ExampleCommandModel.png Tutoriel
Thème
Analyse d’éléments finis
Niveau
Débutant
Temps d'exécution estimé
10 minutes + temps d'exécution
Auteur
Drei
Version de FreeCAD
0.16.6700 ou plus
Fichier(s) exemple(s)


Introduction

Ce tutoriel est une présentation d'utilisation destiné au lecteur le flux de travail sur base de l'atelier FEM, ainsi que la plupart des outils disponibles pour effectuer une analyse statique d’éléments finis.

représentation du flux de travail

Dépendances

  • FreeCAD version 0.16.6700 ou plus
  • Netgen et/ou GMSH doivent être installés sur votre système
  • Si GMSH est installé, installer par AddonManager la Macro GMSH développée par psicofil
  • Calculix doit être aussi installé sur votre système
  • L'utilisateur doit avoir les connaissances de base concernant l'utilisation des ateliers Part et PartDesign

Procédure

Modeling

Dans cet exemple, un cube est utilisé pour l'étude, mais tous les modèles créés avec les ateliers Part ou PartDesign peuvent être utilisés.

  1. Créez un nouveau document
  2. Activez l'atelier Part
  3. Créez un Cube
  4. Changer ses Dimensions selon les valeurs suivantes :
    1. Height (hauteur) : 1.000 mm
    2. Length (longueur) : 8.000 mm
    3. Width (largeur) : 1.000 mm

Maintenant, nous avons un modèle avec lequel nous pouvons travailler.

Créer l'analyse

Netgen

  1. Sélectionner le modèle
  2. Cliquer sur FEM Analysis.png Nouvelle analyse méchanique depuis la barre d'outils pour créer une analyse de l'objet sélectionné
  3. Dans la fenêtre de dialogue du maillage, cliquer sur OK

Vous pouvez également faire glisser et déposer un maillage pour une analyse mécanique d'un objet qui ne possède pas de maillage au sein de l'arborescence.

GMSH

L'utilisation de la macro de psicofil's est recommandée et est utilisée pour cet exemple.

  1. Activer la macro
  2. Sélectionner l'objet à analyser, dans cet exemple notre cube
  3. Cochez la case Create Mechanical Analysis from mesh
  4. Valider en cliquant sur le bouton OK

Nous avons maintenant créé un maillage de notre objet et nous sommes prêt à ajouter des contraintes et des forces.

Contraintes et forces

  1. Masquer le maillage depuis l'arborescence.
  2. Afficher le modèle original
  3. Sélectionner FEM FixedConstraint.png Créer une contrainte FEM fixe
  4. Sélectionner la face arrière du Cube (face sur l'axe YZ) puis cliquer OK
  5. Sélectionner FEM ForceConstraint.png Créer une contrainte de force FEM
  6. Sélectionner la face avant du Cube (la face parallèle à la face arrière) puis définir la valeur Area load à 9000000.00
  7. Définir la Direction à -Z en sélectionnant une des arêtes de face parallèles à cette direction.
  8. Cliquer OK

Nous venons d'établir les restrictions et les forces pour notre étude statique.

Préparation finale

  1. Sélectionner FEM Material.png Mechanical material... puis choisir Calculix comme matériau
  2. Cliquer sur OK

Exécution du solveur

Procédure régulière

  1. Sélectionner l'objet solveur FEM Solver.png contenu dans l'Analyse mécanique
  2. Sélectionner FEM Calculation.png Start calculation depuis le menu
  3. Sélectionner Write Calculix Input File
  4. Sélectionner Run Calculix
  5. Cliquer sur Fermer

Procédure rapide

  1. Sélectionner l'ojet solveur FEM Solver.png contenu dans l'Analyse mécanique
  2. Cliquer sur FEM RunCalculiXccx.png Analyse rapide.

Analyse des résultats

  1. Depuis l'arborescence de l'objet, sélectionner l'objet Results
  2. Sélectionner FEM ShowResult.png Afficher le résultat
  3. Choisir parmi les différents types de résultats à visualiser
  4. Le curseur en bas du panneau peut être utilisé pour altérer la visualisation du maillage. Cela permet de visualiser la déformation subie par l'objet ; gardez en tête qu'il s'agit d'une approximation.
  5. Pour supprimer les résultats, sélectionner FEM PurgeResults.png Purger les résultats
Comparaison avec le fichier d'exemple précédent

Si vous sélectionnez le type de résultat déplacement Z, vous pouvez voir que la valeur obtenue est presque identique au fichier d'exemple fourni avec FreeCAD. Des différences pourraient survenir en raison de la qualité du maillage et le nombre de nœuds qu'il contient.


Nous avons complété la procédure de base du Module FEM.