Учебник по Методу Конечных элементов (FEM)

From FreeCAD Documentation
Jump to: navigation, search
This page is a translated version of the page FEM tutorial and the translation is 32% complete.

Outdated translations are marked like this.
Other languages:
Deutsch • ‎English • ‎español • ‎français • ‎italiano • ‎română • ‎русский

Base ExampleCommandModel.png Руководство

Тема
Анализ методом конечных элементов
уровень
Новичок
Время для завершения
10 минут + время работы Решателя
автор
Drei
FreeCAD версия
0.16 и выше
Пример файла (ов)


Введение

Это руководство предназначено для того чтобы ознакомить с основными принципами работы с верстаком FEM, а также большинством доступных инструментов для статического анализа.

FEM tutorial result.png

Требования

  • Версия FreeCAD 0.16 и выше
  • Netgen и/или GMSH установленные в вашей системе
  • В случаем когда используется GMSH, рекомендуется установить макросы psicofil'а
  • Calculix установленный в вашей системе
  • Читатель должен обладать базовыми понятиями о том как использовать Верстаки Part и PartDesign

Последовательность действий

Моделирование

В этом примере в качестве объекта исследования используется Куб, но также вместо него могут быть использованы модели созданные в Верстаках Part или PartDesign.

  1. Создать новый документ
  2. Активировать верстак Part
  3. Создать Куб
  4. Изменить его размеры (Box) на следующие:
    1. Length: 8000 мм
    2. Width: 1000 мм
    3. Height: 1000 мм

Теперь у нас есть модель с которой можно работать.

Создание Анализа

Netgen
  1. Выбрать модель
  2. Кликнуть в меню FEM Analysis.png New mechanical analysis, чтобы создать анализ из выбранного объекта
  3. В диалоге создания сетки кликнуть OK

Вы также можете перетащить сетку в Mechanical Analysis, у которого нет сетки, внутри древа проекта.

GMSH

Макросы от psicofil's - строго рекомендуются и используется в данном примере.

  1. Активировать макрос
  2. Выбрать объект, который вы хотите использовать. В нашем случае это Куб
  3. Выберете пункт Create Mechanical Analysis from mesh
  4. Кликните OK

Мы создали сетку для нашего объекта и готовы добавить к нему ограничения и действующие силы.

Ограничения и силы

  1. Скройте сетку внутри древа проекта.
  2. Откройте оригинальную модель
  3. Выберите FEM FixedConstraint.png Создать МКЭ с фиксированными ограничениями
  4. Выберите заднюю поверхность Куба (поверхность осей YZ) и кликните OK
  5. Выберите FEM ForceConstraint.png Создать МКЭ с ограничениями силы
  6. Выберите фронтальную поверхность Куба (грань, параллельная задней поверхности) и установите значение Area load в 9000000,00
  7. Установите Direction в -Z выбором одной из граней параллельно этому направлеию.
  8. Кликните OK

Теперь мы установили ограничения и силы для нашего статического анализа.

Последние приготовления

  1. Нажмите FEM Material.png Mechanical material... и выберете Calculix-Steel в качестве материала.
  2. Нажмите OK

Запуск решателя

Стандартная процедура
  1. Выберите объект решателя FEM Solver.png, находящийся в Mechanical Analysis
  2. Выберите в меню FEM Calculation.png Start solver job control
  3. Выберите Write Calculix Input File
  4. Выберите Run Calculix
  5. Кликните Close
Быстрая процедура
  1. Выберите объект решателя FEM Solver.png, находящийся в Mechanical Analysis
  2. Кликните на FEM RunCalculiXccx.png Run CalculiX ccx.

Результаты анализа

  1. Выберите объект Results из Object Tree
  2. Выберите FEM ShowResult.png Show result
  3. Выберите для просмотра из различных типов результата нужные
  4. Движок внизу может использоваться для изменения визуализации сетки. Это позволяет визуализировать деформацию, испытываемую объектом, учитывая, что это приближение.
  5. Для удаления результатов выберите FEM PurgeResults.png Purge results
Сравнение с предшествующим файлом примера

Если Вы тип результата выбрали Z diplacement, Вы увидите, что полученное значение почти идентично тестовому примеру, предоставляемому FreeCAD. Различия могут быть из-за качества сетки и числа обрабатываемых узлов.

Теперь мы закончили с основными принципами работы FEM Module.