FEM Tutorial Python/de
 Anleitung
|
| Thema |
|---|
| Finite Element Analyse |
| Niveau |
| Fortgeschrittene |
| Bearbeitungszeit |
| 30 Minuten |
| Autoren |
| Bernd |
| FreeCAD-Version |
| 0.18.15985 oder höher |
| Beispieldateien |
| Siehe auch |
| None |
Einleitung
Dieses Tutorium soll zeigen, wie eine einfache Finite-Elemente-Analyse (FEA) in FreeCADs Arbeitsbereich 
FEM mit Python erstellt wird. Das Modell aus dem FEM CalculiX Freiträger 3D Tutorium wird für dieses Beispiel verwendet.
Voraussetzungen
- Die kompatible Version von FreeCAD, wie in der Tutorial-Übersicht angegeben.
- Verwende Hilfe → Über FreeCAD, um die installierte Version von FreeCAD anzuzeigen.
- Wichtiger Hinweis: Aufgrund der kontinuierlichen Weiterentwicklung der
FEM Workbench wird empfohlen, den neuesten Entwicklungs-Snapshot von FreeCAD zu verwenden, insbesondere für FEM-Analysen mit Python-Skripten. - Eine funktionierende FEM-Workbench. Führe die FEM CalculiX Cantilever 3D-Analyse aus, um dies festzustellen.
Lasst uns beginnen
Ein neues Dokument und das zu analysierende Teil
# new document
doc = App.newDocument("Scripted_CalculiX_Cantilever3D")
# part
import Part
box_obj = doc.addObject('Part::Box', 'Box')
box_obj.Height = box_obj.Width = 1000
box_obj.Length = 8000
# see how our part looks like
import FreeCADGui
FreeCADGui.ActiveDocument.activeView().viewAxonometric()
FreeCADGui.SendMsgToActiveView("ViewFit")
#
Analyse und Analysis-Objekte
# let us create some objects
# import to create objects
import ObjectsFem
# analysis
analysis_object = ObjectsFem.makeAnalysis(doc, "Analysis")
# solver (we gone use the well tested CcxTools solver object)
solver_object = ObjectsFem.makeSolverCalculiXCcxTools(doc, "CalculiX")
solver_object.GeometricalNonlinearity = 'linear'
solver_object.ThermoMechSteadyState = True
solver_object.MatrixSolverType = 'default'
solver_object.IterationsControlParameterTimeUse = False
analysis_object.addObject(solver_object)
# material
material_object = ObjectsFem.makeMaterialSolid(doc, "SolidMaterial")
mat = material_object.Material
mat['Name'] = "Steel-Generic"
mat['YoungsModulus'] = "210000 MPa"
mat['PoissonRatio'] = "0.30"
mat['Density'] = "7900 kg/m^3"
material_object.Material = mat
analysis_object.addObject(material_object)
# fixed_constraint
fixed_constraint = ObjectsFem.makeConstraintFixed(doc, "FemConstraintFixed")
fixed_constraint.References = [(box_obj, "Face1")]
analysis_object.addObject(fixed_constraint)
# force_constraint
force_constraint = ObjectsFem.makeConstraintForce(doc, "FemConstraintForce")
force_constraint.References = [(box_obj, "Face2")]
force_constraint.Force = 9000000.0
force_constraint.Direction = (box_obj, ["Edge5"])
force_constraint.Reversed = True
analysis_object.addObject(force_constraint)
FEM Netz (Anleitung)
Dieser Abschnitt enthält den FEM-Netzcode. Bitte erweitere ihn, um den Inhalt anzuzeigen.
Hinweis: Lese den Abschnitt Zusätzliche Informationen weiter unten, um zu erfahren, wie du die Mesh-Generierung mit GMSH- oder Netgen-Mesh-Objekten schreibst.
# mesh
import Fem
femmesh = Fem.FemMesh()
# nodes
femmesh.addNode(8000.0, 1000.0, 0.0, 1)
femmesh.addNode(8000.0, 1000.0, 1000.0, 2)
femmesh.addNode(8000.0, 0.0, 0.0, 3)
femmesh.addNode(8000.0, 0.0, 1000.0, 4)
femmesh.addNode(0.0, 1000.0, 0.0, 5)
femmesh.addNode(0.0, 1000.0, 1000.0, 6)
femmesh.addNode(0.0, 0.0, 0.0, 7)
femmesh.addNode(0.0, 0.0, 1000.0, 8)
femmesh.addNode(728.0, 1000.0, 1000.0, 9)
femmesh.addNode(1456.0, 1000.0, 1000.0, 10)
femmesh.addNode(2184.0, 1000.0, 1000.0, 11)
femmesh.addNode(2912.0, 1000.0, 1000.0, 12)
femmesh.addNode(3640.0, 1000.0, 1000.0, 13)
femmesh.addNode(4368.0, 1000.0, 1000.0, 14)
femmesh.addNode(5096.0, 1000.0, 1000.0, 15)
femmesh.addNode(5824.0, 1000.0, 1000.0, 16)
femmesh.addNode(6552.0, 1000.0, 1000.0, 17)
femmesh.addNode(7280.0, 1000.0, 1000.0, 18)
femmesh.addNode(728.0, 0.0, 1000.0, 19)
femmesh.addNode(1456.0, 0.0, 1000.0, 20)
femmesh.addNode(2184.0, 0.0, 1000.0, 21)
femmesh.addNode(2912.0, 0.0, 1000.0, 22)
femmesh.addNode(3640.0, 0.0, 1000.0, 23)
femmesh.addNode(4368.0, 0.0, 1000.0, 24)
femmesh.addNode(5096.0, 0.0, 1000.0, 25)
femmesh.addNode(5824.0, 0.0, 1000.0, 26)
femmesh.addNode(6552.0, 0.0, 1000.0, 27)
femmesh.addNode(7280.0, 0.0, 1000.0, 28)
femmesh.addNode(728.0, 1000.0, 0.0, 29)
femmesh.addNode(1456.0, 1000.0, 0.0, 30)
femmesh.addNode(2184.0, 1000.0, 0.0, 31)
femmesh.addNode(2912.0, 1000.0, 0.0, 32)
femmesh.addNode(3640.0, 1000.0, 0.0, 33)
femmesh.addNode(4368.0, 1000.0, 0.0, 34)
femmesh.addNode(5096.0, 1000.0, 0.0, 35)
femmesh.addNode(5824.0, 1000.0, 0.0, 36)
femmesh.addNode(6552.0, 1000.0, 0.0, 37)
femmesh.addNode(7280.0, 1000.0, 0.0, 38)
femmesh.addNode(728.0, 0.0, 0.0, 39)
femmesh.addNode(1456.0, 0.0, 0.0, 40)
femmesh.addNode(2184.0, 0.0, 0.0, 41)
femmesh.addNode(2912.0, 0.0, 0.0, 42)
femmesh.addNode(3640.0, 0.0, 0.0, 43)
femmesh.addNode(4368.0, 0.0, 0.0, 44)
femmesh.addNode(5096.0, 0.0, 0.0, 45)
femmesh.addNode(5824.0, 0.0, 0.0, 46)
femmesh.addNode(6552.0, 0.0, 0.0, 47)
femmesh.addNode(7280.0, 0.0, 0.0, 48)
femmesh.addNode(8000.0, 500.0, 500.0, 49)
femmesh.addNode(0.0, 500.0, 500.0, 50)
femmesh.addNode(4731.99999977, 500.000001086, 499.999998599, 51)
femmesh.addNode(0.0, 500.0, 1000.0, 52)
femmesh.addNode(364.0, 1000.0, 1000.0, 53)
femmesh.addNode(1092.0, 1000.0, 1000.0, 54)
femmesh.addNode(1820.0, 1000.0, 1000.0, 55)
femmesh.addNode(2548.0, 1000.0, 1000.0, 56)
femmesh.addNode(3276.0, 1000.0, 1000.0, 57)
femmesh.addNode(4004.0, 1000.0, 1000.0, 58)
femmesh.addNode(4732.0, 1000.0, 1000.0, 59)
femmesh.addNode(5460.0, 1000.0, 1000.0, 60)
femmesh.addNode(6188.0, 1000.0, 1000.0, 61)
femmesh.addNode(6916.0, 1000.0, 1000.0, 62)
femmesh.addNode(7640.0, 1000.0, 1000.0, 63)
femmesh.addNode(8000.0, 500.0, 1000.0, 64)
femmesh.addNode(364.0, 0.0, 1000.0, 65)
femmesh.addNode(1092.0, 0.0, 1000.0, 66)
femmesh.addNode(1820.0, 0.0, 1000.0, 67)
femmesh.addNode(2548.0, 0.0, 1000.0, 68)
femmesh.addNode(3276.0, 0.0, 1000.0, 69)
femmesh.addNode(4004.0, 0.0, 1000.0, 70)
femmesh.addNode(4732.0, 0.0, 1000.0, 71)
femmesh.addNode(5460.0, 0.0, 1000.0, 72)
femmesh.addNode(6188.0, 0.0, 1000.0, 73)
femmesh.addNode(6916.0, 0.0, 1000.0, 74)
femmesh.addNode(7640.0, 0.0, 1000.0, 75)
femmesh.addNode(0.0, 500.0, 0.0, 76)
femmesh.addNode(364.0, 1000.0, 0.0, 77)
femmesh.addNode(1092.0, 1000.0, 0.0, 78)
femmesh.addNode(1820.0, 1000.0, 0.0, 79)
femmesh.addNode(2548.0, 1000.0, 0.0, 80)
femmesh.addNode(3276.0, 1000.0, 0.0, 81)
femmesh.addNode(4004.0, 1000.0, 0.0, 82)
femmesh.addNode(4732.0, 1000.0, 0.0, 83)
femmesh.addNode(5460.0, 1000.0, 0.0, 84)
femmesh.addNode(6188.0, 1000.0, 0.0, 85)
femmesh.addNode(6916.0, 1000.0, 0.0, 86)
femmesh.addNode(7640.0, 1000.0, 0.0, 87)
femmesh.addNode(8000.0, 500.0, 0.0, 88)
femmesh.addNode(364.0, 0.0, 0.0, 89)
femmesh.addNode(1092.0, 0.0, 0.0, 90)
femmesh.addNode(1820.0, 0.0, 0.0, 91)
femmesh.addNode(2548.0, 0.0, 0.0, 92)
femmesh.addNode(3276.0, 0.0, 0.0, 93)
femmesh.addNode(4004.0, 0.0, 0.0, 94)
femmesh.addNode(4732.0, 0.0, 0.0, 95)
femmesh.addNode(5460.0, 0.0, 0.0, 96)
femmesh.addNode(6188.0, 0.0, 0.0, 97)
femmesh.addNode(6916.0, 0.0, 0.0, 98)
femmesh.addNode(7640.0, 0.0, 0.0, 99)
femmesh.addNode(8000.0, 1000.0, 500.0, 100)
femmesh.addNode(0.0, 1000.0, 500.0, 101)
femmesh.addNode(8000.0, 0.0, 500.0, 102)
femmesh.addNode(0.0, 0.0, 500.0, 103)
femmesh.addNode(364.0, 500.0, 1000.0, 104)
femmesh.addNode(728.0, 500.0, 1000.0, 105)
femmesh.addNode(1092.0, 500.0, 1000.0, 106)
femmesh.addNode(1456.0, 500.0, 1000.0, 107)
femmesh.addNode(1820.0, 500.0, 1000.0, 108)
femmesh.addNode(2184.0, 500.0, 1000.0, 109)
femmesh.addNode(2548.0, 500.0, 1000.0, 110)
femmesh.addNode(3276.0, 500.0, 1000.0, 111)
femmesh.addNode(3640.0, 500.0, 1000.0, 112)
femmesh.addNode(4004.0, 500.0, 1000.0, 113)
femmesh.addNode(4368.0, 500.0, 1000.0, 114)
femmesh.addNode(4732.0, 500.0, 1000.0, 115)
femmesh.addNode(5096.0, 500.0, 1000.0, 116)
femmesh.addNode(5460.0, 500.0, 1000.0, 117)
femmesh.addNode(5824.0, 500.0, 1000.0, 118)
femmesh.addNode(6188.0, 500.0, 1000.0, 119)
femmesh.addNode(6552.0, 500.0, 1000.0, 120)
femmesh.addNode(6916.0, 500.0, 1000.0, 121)
femmesh.addNode(7640.0, 500.0, 1000.0, 122)
femmesh.addNode(2912.0, 500.0, 1000.0, 123)
femmesh.addNode(7280.0, 500.0, 1000.0, 124)
femmesh.addNode(364.0, 500.0, 0.0, 125)
femmesh.addNode(1092.0, 500.0, 0.0, 126)
femmesh.addNode(728.0, 500.0, 0.0, 127)
femmesh.addNode(1820.0, 500.0, 0.0, 128)
femmesh.addNode(1456.0, 500.0, 0.0, 129)
femmesh.addNode(2548.0, 500.0, 0.0, 130)
femmesh.addNode(2184.0, 500.0, 0.0, 131)
femmesh.addNode(3640.0, 500.0, 0.0, 132)
femmesh.addNode(3276.0, 500.0, 0.0, 133)
femmesh.addNode(4004.0, 500.0, 0.0, 134)
femmesh.addNode(5096.0, 500.0, 0.0, 135)
femmesh.addNode(4732.0, 500.0, 0.0, 136)
femmesh.addNode(5460.0, 500.0, 0.0, 137)
femmesh.addNode(6188.0, 500.0, 0.0, 138)
femmesh.addNode(5824.0, 500.0, 0.0, 139)
femmesh.addNode(6916.0, 500.0, 0.0, 140)
femmesh.addNode(6552.0, 500.0, 0.0, 141)
femmesh.addNode(7640.0, 500.0, 0.0, 142)
femmesh.addNode(2912.0, 500.0, 0.0, 143)
femmesh.addNode(4368.0, 500.0, 0.0, 144)
femmesh.addNode(7280.0, 500.0, 0.0, 145)
femmesh.addNode(364.0, 1000.0, 500.0, 146)
femmesh.addNode(728.0, 1000.0, 500.0, 147)
femmesh.addNode(1092.0, 1000.0, 500.0, 148)
femmesh.addNode(1456.0, 1000.0, 500.0, 149)
femmesh.addNode(1820.0, 1000.0, 500.0, 150)
femmesh.addNode(2184.0, 1000.0, 500.0, 151)
femmesh.addNode(2548.0, 1000.0, 500.0, 152)
femmesh.addNode(3276.0, 1000.0, 500.0, 153)
femmesh.addNode(3640.0, 1000.0, 500.0, 154)
femmesh.addNode(4004.0, 1000.0, 500.0, 155)
femmesh.addNode(4368.0, 1000.0, 500.0, 156)
femmesh.addNode(4732.0, 1000.0, 500.0, 157)
femmesh.addNode(5096.0, 1000.0, 500.0, 158)
femmesh.addNode(5460.0, 1000.0, 500.0, 159)
femmesh.addNode(5824.0, 1000.0, 500.0, 160)
femmesh.addNode(6188.0, 1000.0, 500.0, 161)
femmesh.addNode(6552.0, 1000.0, 500.0, 162)
femmesh.addNode(6916.0, 1000.0, 500.0, 163)
femmesh.addNode(7640.0, 1000.0, 500.0, 164)
femmesh.addNode(2912.0, 1000.0, 500.0, 165)
femmesh.addNode(7280.0, 1000.0, 500.0, 166)
femmesh.addNode(364.0, 0.0, 500.0, 167)
femmesh.addNode(1092.0, 0.0, 500.0, 168)
femmesh.addNode(728.0, 0.0, 500.0, 169)
femmesh.addNode(1820.0, 0.0, 500.0, 170)
femmesh.addNode(1456.0, 0.0, 500.0, 171)
femmesh.addNode(2548.0, 0.0, 500.0, 172)
femmesh.addNode(2184.0, 0.0, 500.0, 173)
femmesh.addNode(3640.0, 0.0, 500.0, 174)
femmesh.addNode(3276.0, 0.0, 500.0, 175)
femmesh.addNode(4004.0, 0.0, 500.0, 176)
femmesh.addNode(5096.0, 0.0, 500.0, 177)
femmesh.addNode(4732.0, 0.0, 500.0, 178)
femmesh.addNode(5460.0, 0.0, 500.0, 179)
femmesh.addNode(6188.0, 0.0, 500.0, 180)
femmesh.addNode(5824.0, 0.0, 500.0, 181)
femmesh.addNode(6916.0, 0.0, 500.0, 182)
femmesh.addNode(6552.0, 0.0, 500.0, 183)
femmesh.addNode(7640.0, 0.0, 500.0, 184)
femmesh.addNode(2912.0, 0.0, 500.0, 185)
femmesh.addNode(4368.0, 0.0, 500.0, 186)
femmesh.addNode(7280.0, 0.0, 500.0, 187)
femmesh.addNode(8000.0, 250.0, 250.0, 188)
femmesh.addNode(8000.0, 250.0, 750.0, 189)
femmesh.addNode(8000.0, 750.0, 750.0, 190)
femmesh.addNode(8000.0, 750.0, 250.0, 191)
femmesh.addNode(0.0, 250.0, 750.0, 192)
femmesh.addNode(0.0, 250.0, 250.0, 193)
femmesh.addNode(0.0, 750.0, 250.0, 194)
femmesh.addNode(0.0, 750.0, 750.0, 195)
femmesh.addNode(1456.0, 500.0, 500.0, 196)
femmesh.addNode(6552.0, 500.0, 500.0, 197)
femmesh.addNode(6916.0, 500.0, 500.0, 198)
femmesh.addNode(2184.0, 500.0, 500.0, 199)
femmesh.addNode(2548.0, 500.0, 500.0, 200)
femmesh.addNode(2912.0, 500.0, 500.0, 201)
femmesh.addNode(1820.0, 500.0, 500.0, 202)
femmesh.addNode(7640.0, 750.0, 250.0, 203)
femmesh.addNode(7640.0, 750.0, 750.0, 204)
femmesh.addNode(7280.0, 500.0, 500.0, 205)
femmesh.addNode(7640.0, 250.0, 250.0, 206)
femmesh.addNode(5460.0, 500.0, 500.0, 207)
femmesh.addNode(5096.0, 500.0, 500.0, 208)
femmesh.addNode(6188.0, 500.0, 500.0, 209)
femmesh.addNode(5824.0, 500.0, 500.0, 210)
femmesh.addNode(364.0, 750.0, 250.0, 211)
femmesh.addNode(364.0, 750.0, 750.0, 212)
femmesh.addNode(364.0, 250.0, 250.0, 213)
femmesh.addNode(1092.0, 500.0, 500.0, 214)
femmesh.addNode(728.0, 500.0, 500.0, 215)
femmesh.addNode(364.0, 250.0, 750.0, 216)
femmesh.addNode(4549.99999989, 250.000000543, 249.9999993, 217)
femmesh.addNode(4549.99999989, 750.000000543, 249.9999993, 218)
femmesh.addNode(4549.99999989, 750.000000543, 749.9999993, 219)
femmesh.addNode(4368.0, 500.0, 500.0, 220)
femmesh.addNode(4549.99999989, 250.000000543, 749.9999993, 221)
femmesh.addNode(4913.99999989, 250.000000543, 749.9999993, 222)
femmesh.addNode(4913.99999989, 750.000000543, 749.9999993, 223)
femmesh.addNode(3276.0, 500.0, 500.0, 224)
femmesh.addNode(3640.0, 500.0, 500.0, 225)
femmesh.addNode(4004.0, 500.0, 500.0, 226)
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femmesh.addNode(4913.99999989, 250.000000543, 249.9999993, 228)
# elements
femmesh.addVolume([40, 19, 10, 20, 168, 106, 196, 171, 66, 107], 149)
femmesh.addVolume([10, 31, 30, 40, 150, 79, 149, 196, 128, 129], 150)
femmesh.addVolume([38, 17, 18, 47, 163, 62, 166, 140, 197, 198], 151)
femmesh.addVolume([32, 41, 11, 12, 130, 199, 152, 165, 200, 56], 152)
femmesh.addVolume([12, 32, 41, 42, 165, 130, 200, 201, 143, 92], 153)
femmesh.addVolume([42, 21, 12, 22, 172, 110, 201, 185, 68, 123], 154)
femmesh.addVolume([10, 31, 40, 11, 150, 128, 196, 55, 151, 202], 155)
femmesh.addVolume([11, 12, 41, 21, 56, 200, 199, 109, 110, 173], 156)
femmesh.addVolume([20, 41, 11, 40, 170, 199, 108, 171, 91, 202], 157)
femmesh.addVolume([20, 41, 21, 11, 170, 173, 67, 108, 199, 109], 158)
femmesh.addVolume([32, 11, 41, 31, 152, 199, 130, 80, 151, 131], 159)
femmesh.addVolume([11, 10, 20, 40, 55, 107, 108, 202, 196, 171], 160)
femmesh.addVolume([38, 17, 47, 37, 163, 197, 140, 86, 162, 141], 161)
femmesh.addVolume([38, 18, 49, 48, 166, 204, 203, 145, 205, 206], 162)
femmesh.addVolume([46, 15, 45, 36, 207, 208, 96, 139, 159, 137], 163)
femmesh.addVolume([47, 16, 46, 37, 209, 210, 97, 141, 161, 138], 164)
femmesh.addVolume([18, 4, 2, 49, 122, 64, 63, 204, 189, 190], 165)
femmesh.addVolume([18, 17, 27, 47, 62, 120, 121, 198, 197, 183], 166)
femmesh.addVolume([38, 18, 48, 47, 166, 205, 145, 140, 198, 98], 167)
femmesh.addVolume([12, 23, 42, 22, 111, 175, 201, 123, 69, 185], 168)
femmesh.addVolume([26, 47, 27, 17, 180, 183, 73, 119, 197, 120], 169)
femmesh.addVolume([50, 29, 9, 6, 211, 147, 212, 195, 146, 53], 170)
femmesh.addVolume([27, 48, 18, 47, 182, 205, 121, 183, 98, 198], 171)
femmesh.addVolume([8, 7, 39, 50, 103, 89, 167, 192, 193, 213], 172)
femmesh.addVolume([40, 9, 39, 30, 214, 215, 90, 129, 148, 126], 173)
femmesh.addVolume([42, 21, 41, 12, 172, 173, 92, 201, 110, 200], 174)
femmesh.addVolume([50, 9, 29, 39, 212, 147, 211, 213, 215, 127], 175)
femmesh.addVolume([29, 7, 50, 39, 125, 193, 211, 127, 89, 213], 176)
femmesh.addVolume([31, 11, 41, 40, 151, 199, 131, 128, 202, 91], 177)
femmesh.addVolume([47, 16, 37, 17, 209, 161, 141, 197, 61, 162], 178)
femmesh.addVolume([40, 9, 30, 10, 214, 148, 129, 196, 54, 149], 179)
femmesh.addVolume([2, 38, 49, 1, 164, 203, 190, 100, 87, 191], 180)
femmesh.addVolume([2, 38, 18, 49, 164, 166, 63, 190, 203, 204], 181)
femmesh.addVolume([48, 49, 38, 3, 206, 203, 145, 99, 188, 142], 182)
femmesh.addVolume([38, 49, 1, 3, 203, 191, 87, 142, 188, 88], 183)
femmesh.addVolume([49, 4, 3, 48, 189, 102, 188, 206, 184, 99], 184)
femmesh.addVolume([28, 48, 4, 18, 187, 184, 75, 124, 205, 122], 185)
femmesh.addVolume([49, 18, 4, 48, 204, 122, 189, 206, 205, 184], 186)
femmesh.addVolume([7, 50, 5, 29, 193, 194, 76, 125, 211, 77], 187)
femmesh.addVolume([50, 6, 5, 29, 195, 101, 194, 211, 146, 77], 188)
femmesh.addVolume([50, 9, 19, 6, 212, 105, 216, 195, 53, 104], 189)
femmesh.addVolume([50, 19, 9, 39, 216, 105, 212, 213, 169, 215], 190)
femmesh.addVolume([50, 19, 8, 6, 216, 65, 192, 195, 104, 52], 191)
femmesh.addVolume([40, 9, 10, 19, 214, 54, 196, 168, 105, 106], 192)
femmesh.addVolume([51, 44, 34, 14, 217, 144, 218, 219, 220, 156], 193)
femmesh.addVolume([51, 24, 44, 14, 221, 186, 217, 219, 114, 220], 194)
femmesh.addVolume([25, 15, 24, 51, 116, 115, 71, 222, 223, 221], 195)
femmesh.addVolume([43, 12, 32, 13, 224, 165, 133, 225, 57, 153], 196)
femmesh.addVolume([43, 12, 23, 42, 224, 111, 174, 93, 201, 175], 197)
femmesh.addVolume([43, 12, 13, 23, 224, 57, 225, 174, 111, 112], 198)
femmesh.addVolume([43, 12, 42, 32, 224, 201, 93, 133, 165, 143], 199)
femmesh.addVolume([34, 13, 14, 44, 155, 58, 156, 144, 226, 220], 200)
femmesh.addVolume([14, 24, 15, 51, 114, 115, 59, 219, 221, 223], 201)
femmesh.addVolume([23, 24, 14, 44, 70, 114, 113, 176, 186, 220], 202)
femmesh.addVolume([33, 32, 13, 43, 81, 153, 154, 132, 133, 225], 203)
femmesh.addVolume([34, 33, 13, 43, 82, 154, 155, 134, 132, 225], 204)
femmesh.addVolume([35, 14, 15, 51, 157, 59, 158, 227, 219, 223], 205)
femmesh.addVolume([25, 45, 15, 51, 177, 208, 116, 222, 228, 223], 206)
femmesh.addVolume([44, 43, 13, 23, 94, 225, 226, 176, 174, 112], 207)
femmesh.addVolume([35, 34, 14, 51, 83, 156, 157, 227, 218, 219], 208)
femmesh.addVolume([46, 15, 36, 16, 207, 159, 139, 210, 60, 160], 209)
femmesh.addVolume([36, 35, 15, 45, 84, 158, 159, 137, 135, 208], 210)
femmesh.addVolume([37, 36, 16, 46, 85, 160, 161, 138, 139, 210], 211)
femmesh.addVolume([25, 26, 16, 46, 72, 118, 117, 179, 181, 210], 212)
femmesh.addVolume([47, 16, 17, 26, 209, 61, 197, 180, 118, 119], 213)
femmesh.addVolume([47, 16, 26, 46, 209, 118, 180, 97, 210, 181], 214)
femmesh.addVolume([27, 28, 18, 48, 74, 124, 121, 182, 187, 205], 215)
femmesh.addVolume([35, 34, 51, 45, 83, 218, 227, 135, 136, 228], 216)
femmesh.addVolume([13, 14, 44, 23, 58, 220, 226, 112, 113, 176], 217)
femmesh.addVolume([44, 25, 24, 51, 178, 71, 186, 217, 222, 221], 218)
femmesh.addVolume([44, 45, 25, 51, 95, 177, 178, 217, 228, 222], 219)
femmesh.addVolume([46, 15, 16, 25, 207, 60, 210, 179, 116, 117], 220)
femmesh.addVolume([46, 15, 25, 45, 207, 116, 179, 96, 208, 177], 221)
femmesh.addVolume([50, 8, 19, 39, 192, 65, 216, 213, 167, 169], 222)
femmesh.addVolume([35, 51, 15, 45, 227, 223, 158, 135, 228, 208], 223)
femmesh.addVolume([34, 44, 43, 13, 144, 94, 134, 155, 226, 225], 224)
femmesh.addVolume([51, 44, 45, 34, 217, 95, 228, 218, 144, 136], 225)
femmesh.addVolume([9, 29, 39, 30, 147, 127, 215, 148, 78, 126], 226)
femmesh.addVolume([40, 9, 19, 39, 214, 105, 168, 90, 215, 169], 227)
# add it to the analysis
femmesh_obj = doc.addObject('Fem::FemMeshObject', 'Box_Mesh')
femmesh_obj.FemMesh = femmesh
analysis_object.addObject(femmesh_obj)
FEM-Netz (gmsh)
femmesh_obj = ObjectsFem.makeMeshGmsh(doc, box_obj.Name + "_Mesh")
femmesh_obj.Shape = box_obj
doc.recompute()
from femmesh.gmshtools import GmshTools as gt
gmsh_mesh = gt(femmesh_obj)
error = gmsh_mesh.create_mesh()
print(error)
analysis_object.addObject(femmesh_obj)
FEM mesh (netgen)
mesh = doc.addObject('Fem::FemMeshShapeNetgenObject', 'FEMMeshNetgen')
mesh.Shape = box_obj
mesh.MaxSize = 1000
mesh.Fineness = "Moderate"
mesh.Optimize = True
mesh.SecondOrder = True
doc.recompute()
analysis_object.addObject(mesh)
Neu berechnen
# recompute
doc.recompute()
###
Führe die Analyse aus
Um die Analyse mit Python auszuführen, muss eine Instanz der Modulklasse ccxtools FemToolsCcx erstellt werden. Sobald diese Instanz erstellt wurde, haben wir beim Ausführen der Analyse zwei Möglichkeiten:
- Alle Prozesse gleichzeitig ausführen (siehe Abschnitt "Alles in einem" unten)
- Prozesse nacheinander ausführen (siehe Abschnitt "Schritt für Schritt" unten)
Wenn es nur eine Analyse im Dokument und nur einen Solver in der Analyse gibt, müssen keine Objekte an fea init übergeben werden. Die Methode init der Klasse fea aktiviert die Analyse, wenn die GUI aktiv ist.
Das Aktivieren einer Analyse mit Python funktioniert folgendermaßen:
# activating analysis
import FemGui
FemGui.setActiveAnalysis(doc.Analysis)
###
Alles in einem
# run the analysis all in one
from femtools import ccxtools
fea = ccxtools.FemToolsCcx()
fea.purge_results()
fea.run()
###
Schritt für Schritt
# run the analysis step by step
from femtools import ccxtools
fea = ccxtools.FemToolsCcx()
fea.update_objects()
fea.setup_working_dir()
fea.setup_ccx()
message = fea.check_prerequisites()
if not message:
fea.purge_results()
fea.write_inp_file()
# on error at inp file writing, the inp file path "" was returned (even if the file was written)
# if we would write the inp file anyway, we need to again set it manually
# fea.inp_file_name = '/tmp/FEMWB/FEMMeshGmsh.inp'
fea.ccx_run()
fea.load_results()
else:
FreeCAD.Console.PrintError("Houston, we have a problem! {}\n".format(message)) # in report view
print("Houston, we have a problem! {}\n".format(message)) # in Python console
###
Ergebnisse anzeigen
# show some results
for m in analysis_object.Group:
if m.isDerivedFrom('Fem::FemResultObject'):
result_object = m
break
femmesh_obj.ViewObject.setNodeDisplacementByVectors(result_object.NodeNumbers, result_object.DisplacementVectors)
femmesh_obj.ViewObject.applyDisplacement(10)
###
Zusätzliche Informationen
Skripting für FEM-Netzobjekte
Netgen
Das Skripting des Netgen-Mesh-Objekts wurde in der „Parametrisierte FEM-Studie“ (Thread im FreeCAD FEM-Unterforum) versucht, weist aber einige Einschränkungen auf.
GMSH
Andererseits unterstützt das GMSH-Mesh-Objekt das Python-Skripting vollständig. Siehe die folgenden Forenbeiträge:
- https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=22&t=42922#p365042
- Forenthema https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=20087
Skripting für Mehrfachanalysen
Siehe Forenbeitrag: https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=19549#p151385
Scripting results
Standard FreeCAD result object
Siehe Forum-Beiträge:
- https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=34048&p=289519#p289519 → scale factor in standard result object
- https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=4677&start=20#p148982
- https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=4677&start=30#p149043
- https://forum.freecad.org/viewtopic.php?t=18415#p144028
- https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=31123&p=258761#p258761 → coloring just one element
- https://forum.freecad.org/viewtopic.php?f=18&t=41951&p=357687#p357685 → reset all result mesh, show colored displacement magnitude
Vtk result object
Siehe Forenbeitrag:
Console mode
Das Schreiben der Eingabedatei im FreeCAD-Konsolenmodus (ohne GUI) könnte im Testmodus erfolgen. Siehe hierzu den entsprechenden Foren-Beitrag für weitere Details und Experimente.
Appendix
Viel Spaß! Wenn Sie Feedback oder Verbesserungsvorschläge haben, können Sie sich gerne im FreeCAD FEM-Unterforum beteiligen.
FEM
- Materials: Solid, Fluid, Nonlinear mechanical, Reinforced (concrete); Material editor
- Element geometry: Beam (1D), Beam rotation (1D), Shell (2D), Fluid flow (1D)
Constraints
- Electromagnetic: Electrostatic potential, Current density, Magnetization
- Geometrical: Plane rotation, Section print, Transform
- Mechanical: Fixed, Displacement, Contact, Tie, Spring, Force, Pressure, Centrif, Self weight
- Thermal: Initial temperature, Heat flux, Temperature, Body heat source
- Overwrite Constants: Constant vacuum permittivity
- Solve: CalculiX Standard, Elmer, Mystran, Z88; Equations: Deformation, Elasticity, Electrostatic, Electricforce, Magnetodynamic, Magnetodynamic 2D, Flow, Flux, Heat; Solver: Solver control, Solver run
- Results: Purge, Show; Postprocessing: Apply changes, Pipeline from result, Warp filter, Scalar clip filter, Function cut filter, Region clip filter, Contours filter, Line clip filter, Stress linearization plot, Data at point clip filter, Filter function plane, Filter function sphere, Filter function cylinder, Filter function box
- Additional: Preferences; FEM Install, FEM Mesh, FEM Solver, FEM CalculiX, FEM Concrete; FEM Element Types
Anwenderdokumentation
- Erste Schritte
- Installation: Herunterladen, Windows, Linux, Mac, Zusätzliche Komponenten, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Grundlagen: Über FreeCAD, Graphische Oberfläche, Mausbedienung, Auswahlmethoden, Objektname, Voreinstellungseditor, Arbeitsbereiche, Dokumentstruktur, Objekteigenschaften, FreeCAD unterstützen, Spenden
- Hilfe: Anleitungen, Videoanleitungen
- Arbeitsbereiche: Std Base, Arch, Assembly, BIM, CAM, Draft, FEM, Inspection, Material, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework