FEM Install/pl

Other languages:

Wprowadzenie

Aby móc przeprowadzić analizę metodą elementów skończonych (MES) w ramach środowiska pracy MES, FreeCAD korzysta z dwóch zewnętrznych programów: jeden służy do generowania siatek, a drugi do numerycznego rozwiązywania właściwej analizy. Możesz sprawdzić, czy Twoja instalacja FreeCAD jest gotowa do przeprowadzenia analizy metodą elementów skończonych, uruchamiając przykład MES CalculiX - wspornik 3D, który jest dołączany do każdej instalacji FreeCAD od wersji 0.17.

Przepływ pracy w środowisku MES. Środowisko to wywołuje dwa zewnętrzne środowiska w celu wykonania siatkowania obiektu bryłowego oraz rozwiązania problemu metodą elementów skończonych.

Solver MES

Domyślny solver do symulacji MES to CalculiX, prosty solver do analiz strukturalnych. FreeCAD zapisuje plik wejściowy CalculiX'a, uruchamia solver i odczytuje wyniki, które mogą być zaprezentowane graficznie w rzutni programu. Oznacza to, że plik wykonywalny solvera CalculiX jest niezależny od programu FreeCAD. Ponieważ istnieje wiele programów do generowania siatek, zalecane jest najpierw zainstalowanie solvera i upewnienie się, że działa prawidłowo.

Jeśli solver jest poprawnie zainstalowany, możesz uruchomić pojedynczą komendę ccx w wierszu poleceń aby uzyskać krótką odpowiedź:

User@PC:~$ ccx 

Usage: CalculiX.exe -i jobname

Jeśli solver jest zainstalowany, upewnij się, że środowisko pracy MES może znaleźć jego plik wykonywalny - przejdź do Edycja → Preferencje ... → MES → CalculiX → Szukaj w znanych katalogach bin. Jeśli sam skompilowałeś solver, odznacz tę opcję i podaj prawidłową ścieżkę do pliku wykonywalnego. Informacje dotyczące innych solverów, które mogą być używane z FreeCAD, można znaleźć na stronie MES: Solver.

Generator siatki MES

Aby utworzyć siatkę MES, FreeCAD korzysta z programu Gmsh jako domyślnego generatora siatek. W zależności od Twojego systemu operacyjnego i instalacji FreeCAD, Gmsh może być dołączony do plików instalacyjnych FreeCAD. Jeśli tak nie jest, możesz go zainstalować niezależnie i skorzystać z opcji Edycja → Preferencje → MES → Gmsh aby ustawić ścieżkę do pliku gmsh.exe.

Jeśli program jest poprawnie zainstalowany, możesz uruchomić komendę gmsh w wierszu poleceń aby otworzyć jego środowisko graficzne. To środowisko nie jest używane przez FreeCAD, ale pokazuje, że program jest zainstalowany.

User@PC:~$ gmsh -info 

Version          : 3.0.6
License          : GNU General Public License
Build OS         : Linux64
Build date       : 20171107
Build host       : lgw01-amd64-034
Build options    : 64Bit Ann Bamg Bfgs Blas(Generic) Blossom C++11 Cgns Chaco DIntegration Dlopen Fltk Gmm Jpeg Kbipack Lapack(Generic) LinuxJoystick MPI MathEx Med Mesh Mmg3d Mpeg NativeFileChooser Netgen ONELAB ONELABMetamodel OpenCASCADE OpenGL OptHom Parser Plugins Png Post Python Solver TetGen/BR Tetgen Voro3D Zlib
FLTK version     : 1.3.4
OCC version      : 6.9.1
MED version      : 3.0.6
Packaged by      : buildd
Web site         : http://gmsh.info
Mailing list     : gmsh@onelab.info

Jeśli zainstalowany jest generator siatek, upewnij się, że środowisko pracy MES może znaleźć jego plik wykonywalny - przejdź do Edycja → Preferencje → MES → Gmsh → Szukaj w znanych katalogach bin. Jeśli sam skompilowałeś generator siatek, odznacz tę opcję i podaj prawidłową ścieżkę do pliku wykonywalnego. Zobacz stronę MES: Siatka aby poznać różne możliwości uzyskiwania siatek do analiz.

Netgen

Do utworzenia siatki MES możesz również skorzystać z generatora Netgen, jako alternatywy dla Gmsh. W zależności od Twojego systemu operacyjnego i instalacji FreeCAD, Netgen może być dołączony do plików instalacyjnych FreeCAD.

Jeśli program jest poprawnie zainstalowany, możesz uruchomić komendę netgen w wierszu poleceń Linux aby otworzyć jego środowisko graficzne:

User@PC:~$ netgen -V

wersja 1.0 i powyżej: Dostępna jest nowa ulepszona implementacja Netgen. Dzięki niej, Netgen może być w końcu używany z programem FreeCAD na Linux. Biblioteki Pythona dla Netgen muszą być zainstalowane aby korzystać z tej nowej implementacji: 

pip install --upgrade ngsolve

Jeśli powyższe polecenie nie wystarczy, można spróbować następujących komend z konsoli Pythona we FreeCAD: 

import os, subprocess
temp_dir = os.path.dirname(os.sys.executable)
py_path = os.path.join(temp_dir, "python")
subprocess.run([py_path, "-m", "pip", "install", "--user", "netgen-mesher"])

lub skompilować Netgen z kodu źródłowego. Może to być konieczne w przypadku użytkowników Windowsa i komputerów ze starymi procesorami - wyjaśnienie można znaleźć w tym wątku na forum Netgen.

Instalacja w środowisku Windows

Paczki z programem FreeCAD dostępne na stronie pobierania zawierają już Netgen i CalculiX, więc nie jest wymagana instalacja żadnego dodatkowego oprogramowania. Linki z informacjami gdzie znaleźć lepsze pliki wykonywalne solvera CalculiX niż te dołączone do FreeCAD, można znaleźć w tym wątku na forum

Instalacja w środowisku Linux

Dystrybucje Linuxa mają różne sposoby instalowania oprogramowania. Wiele z nich posiada repozytoria oprogramowania i menedżery paczek. Przed skompilowaniem kodu źródłowego poszukaj w swoim menedżer paczek haseł netgen, gmsh, calculix-ccx lub ccx i zainstaluj te programy zgodnie z instrukcjami dla Twojej dystrybucji.

Instalacja w środowisku Ubuntu PPA

Archiwa PPA freecad-stable i freecad-daily zapewniają nowszą wersję programu FreeCAD niż ta dostępna w oficjalnych repozytoriach Ubuntu. Te PPA zawierają też najnowsze paczki netgen, gmsh i calculix-ccx. Zobacz stronę Instalacja na Linux aby uzyskać więcej informacji o ustawianiu repozytoriów.

Jeśli PPA jest już dodane do Twojego systemu, zainstaluj paczki jak opisano poniżej 

sudo apt-get install netgen
sudo apt-get install gmsh
sudo apt-get install calculix-ccx

PPA freecad-community również zapewnia paczki netgen, gmsh i calculix-ccx do testowania. Jeśli są one wystarczająco stabilne, można je dodać do repozytoriów daily lub stable. Pliki wykonywalne dla ccx 2.14 działają w OS Debian Stretch, ale nie w Debian Buster ze względu na problemy z zależnościami.

Uwaga: wątek Ubuntu Repository na forum omawia tworzenie paczek Ubuntu PPA. W momencie jego tworzenia, CalculiX nie był uwzględniony w repozytoriach Debiana, więc było kilka osobistych paczek w Launchpad. Tylko jedna paczka powinna być zainstalowana.

Instalacja w środowisku Arch Linux

Uzyskaj paczkę CalculiX z repozytorium AUR.

Instalacja w środowisku Debian

Instalacja w środowisku openSUSE

Dodatkowe paczki są zwykle instalowane z YAST (Yet another Setup Tool), narzędziem do ustawiania i konfiguracji systemu operacyjnego Linux lub w dowolnym wierszu poleceń / konsoli (wymagane prawa dostępu) z: 

zypper install netgen
zypper install gmsh
zypper install ccx

Pliki wykonywalne CalculiX

Twórcy solvera CalculiX zapewniają gotowe pliki wykonywalne dla systemu Linux, można je pobrać ze strony twórców. Jednak, ponieważ różne dystrybucje Linuxa mają różne ścieżki bibliotek, najprawdopodobniej ten plik wykonywalny nie będzie działać bez pewnych poprawek.

Aby używać pliku wykonywalnego z Fedora 21, zobacz ten wątek na forum. Dla nowszych wersji Fedora, powinieneś sam skompilować CalculiX.

Jeśli korzystasz z tego pliku wykonywalnego, upewnij się, że jest on typu .exe, jest w wykonywalnej ścieżce $PATH Twojego systemu i masz wymaganą wersję bibliotek (libgfortran, liblapack, libblas, itd.), z którymi był on kompilowany. Jest to wspomniane w tym wątku na forum.

Skorzystaj z polecenia ldd aby zobaczyć biblioteki, do których odwołuje się plik wykonywalny. Zainstaluj wszelkie brakujące zależności.

User@PC:~$ ldd /usr/bin/ccx 

linux-vdso.so.1 (0x00007fffbabdc000)
 libspooles.so.2.2 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libspooles.so.2.2 (0x00007fe9bd042000)
 libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007fe9bce23000)
 libarpack.so.2 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libarpack.so.2 (0x00007fe9bcbd9000)
 liblapack.so.3 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/liblapack.so.3 (0x00007fe9bc353000)
 libgfortran.so.4 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libgfortran.so.4 (0x00007fe9bbf74000)
 libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007fe9bbbd6000)
 libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fe9bb7e5000)
 libgcc_s.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1 (0x00007fe9bb5cd000)
 libmpi.so.20 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libmpi.so.20 (0x00007fe9bb2db000)
 /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fe9bdaa9000)
 libblas.so.3 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libblas.so.3 (0x00007fe9bb080000)
 libopenblas.so.0 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopenblas.so.0 (0x00007fe9b8dda000)
 libquadmath.so.0 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libquadmath.so.0 (0x00007fe9b8b9a000)
 libopen-rte.so.20 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopen-rte.so.20 (0x00007fe9b8912000)
 libopen-pal.so.20 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libopen-pal.so.20 (0x00007fe9b8660000)
 librt.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/librt.so.1 (0x00007fe9b8458000)
 libhwloc.so.5 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libhwloc.so.5 (0x00007fe9b821b000)
 libdl.so.2 => /lib/x86_64-linux-gnu/libdl.so.2 (0x00007fe9b8017000)
 libutil.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libutil.so.1 (0x00007fe9b7e14000)
 libnuma.so.1 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libnuma.so.1 (0x00007fe9b7c09000)
 libltdl.so.7 => /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libltdl.so.7 (0x00007fe9b79ff000)

Jedna z wyżej wymienionych zależności (libgfortran.so.4) wymaganych przez CalculiX może powodować problemy z nowszymi wersjami Ubuntu, dla których dostępne jest tylko libgfortran5. Oprócz korzystania ze starej wersji solvera CalculiX (2.17) dostępnej poprzez sudo apt-get install calculix-ccx, można skompilować nową wersję tego solvera. Nie trzeba tego robić ręcznie, ponieważ istnieje skrypt przechowywany na tej stronie, który można pozyskać i uruchomić następującymi poleceniami: 

wget https://feacluster.com/install/install
perl install

Ten skrypt jest interaktywny i pyta o pewne dane wejściowe, takie jak typ solvera macierzowego (Spooles lub Pardiso). Aby skompilować inną wersję solvera CalculiX, należy po prostu zmienić następującą linię w skrypcie: 

$version = '2.2x';

Kompilacja CalculiX

Ponieważ CalculiX jest niezależnym środowiskiem, możesz zainstalować paczkę dla Twojej dystrybucji lub samemu go skompilować. Każda wersja CalculiX od 2.7.x w górę powinna działać z FreeCAD a ponieważ kod nie był znacząco zmieniany w ostatnich latach, starsze wersje niż 2.7.x również mogą działać.

Kompilacja solvera CalculiX jest zadaniem dla doświadczonych użytkowników, wymagającym edycji plików Makefiles i opcji budowania na różnych platformach. Zobacz następujące informacje:

Kompilacja Netgen

Netgen był pierwotnie związany z FreeCAD gdy FreeCAD korzystał z OCE, społecznościowego forku OpenCascade (OCCT). Gdy OCE było opóźnione w rozwoju w stosunku do OCCT, FreeCAD powrócił do OCCT. Zepsuło to powiązanie z Netgenem, który mógł się łączyć tylko z OCCT 6.9 lub OCE 0.18 i starszymi. Ponieważ wersje OCCT 7.x usprawniły działanie rdzenia programu FreeCAD, podjęto decyzję o porzuceniu wsparcia dla Netgena na rzecz Gmsh.

Od tego czasu osiągnięto pewien sukces z naprawianiem i łączeniem nowszych wersji Netgena z OCCT 7.x. Niemniej jednak, dołączanie Netgena do programu FreeCAD nadal jest problematyczne.

Instalacja w środowisku MacOSX

Te informacje mogą być nieaktualne. Jeśli jesteś użytkownikiem OSX, prosimy o sprawdzenie i aktualizację tej sekcji

Paczki rozwojowe OSX programu FreeCAD mogą zawierać Netgen, ale mogą nie zawierać solvera CalculiX.

Zobacz ten wątek na forum aby uzyskać informacje o instalacji solvera CalculiX oraz zaktualizowany post aby uzyskać nowsze informacje.

CalculiX:

Następujące posty mogą być nieaktualne:

Dodatkowe informacje

Środowisko pracy MES jest stale rozwijane. Najnowsze informacje można znaleźć na forum programu FreeCAD.

Jeśli napotkasz problemy z instalacją programów Netgen, Gmsh lub CalculiX bądź innych zewnętrznych narzędzi, przeszukaj najpierw forum:

Środowisko pracy MES

Wiązania

Centrum użytkownika