FEM CalculiX Cantilever 3D/ru

Данный пример предназначен для того, чтобы показать, как выглядит простой анализ методом конечных элементов (МКЭ/FEA) в верстаке FEM в интерфейсе FreeCAD, и как можно визуализировать результаты. Показывается, как запустить (МКЭ) и как изменить значение нагрузки и направление нагрузки. Более того, поскольку файл примера предоставляется при любой установке FreeCAD, это полезная и простая проверка, позволяющая убедиться в правильности настройки верстака FEM.

• Совместимая версия FreeCAD, указанная в описании данного руководства.
• Используйте Справка → О FreeCAD для просмотра версии установленного FreeCAD
• Не требуется никакого внешнего программного обеспечения для загрузки файла примера, просмотра сетки и геометрии, а также для визуализации результатов.
• Для повторного запуска FEA на вашем компьютере должно быть установлено программное обеспечение CalculiX. Возможно, решатель уже установлен вместе с FreeCAD. Если решатель CalculiX не установлен, см. FEM Install.

Загрузка верстака Start

• Запустите FreeCAD
• Откройте верстак Start

• Для работы с анализом необходимо активировать анализ.
• В древе проекта щелкните правой кнопкой мыши MechanicalAnalysis → Активировать анализ

• Если анализ активирован, FreeCAD сам изменит текущую рабочую среду на FEM.
• Для статического механического анализа необходимо как минимум 5 объектов.
• контейнер анализа

1. решатель
2. материал
3. фиксированные ограничения
4. ограничения силы
5. сетка МКЭ

• Поскольку в приведённом здесь примере так же присутствуют результаты, имеется шестой объект, результаты .

• Убедитесь, что анализ активирован.
• Убедитесь, что анализ все еще содержит объект результата, если нет, просто перезагрузите файл примера.
• Щелкните значок панели инструментов на Show result
• В окне задач выбоерите z-Displacement. Он покажет -88.443 mm в отрицательном направлении по оси Z.
• Это разумно, поскольку сила также направлена в отрицательном направлении оси Z.
• Установите флажок рядом с нижним ползунком отображения смещения.
• Ползунок можно использовать для изменения сетки, чтобы упростить просмотр деформации.
• Выберите один из различных типов результатов, чтобы просмотреть все доступные типы результатов в графическом интерфейсе пользователя.

• Убедитесь, что анализ активирован.
• Чтобы удалить результаты, выберите значок на панели инструментов Purge results.

• Дважды щелкните объект решателя в древе проекта .
• Убедитесь, что в панели задач объекта решателя выбран статический анализ.
• Нажмите на запись файла .inp в том же окне задачи. Следите за окном журнала, пока оно не напечатает «запись завершена».
• Щелкните Run CalculiX. Поскольку это очень небольшой анализ, его выполнение займет меньше секунды.
• В текстовом окне зелеными буквами должно быть напечатано "CalculiX done!" а в следующей строке «загрузка наборов результатов...»
• Если не было никаких сообщений об ошибках, то Вы только что закончили свой первый анализ методом конечных элементов во FreeCAD.
• Щелкните Close в окне задачи.
• Должен быть создан новый объект результата. Вы уже знаете как визуализировать результаты.
• Если при запуске анализа вы получаете сообщение об ошибке отсутствия исполняемого файла решателя или тому подобное, проверьте установку FEM.

• В древе проекта выберите объект решателя анализа .
• На панели инструментов значка щелкните Quick Analysis.
• Будет записан входной файл и запущен CalculiX, и должен быть создан объект результата.

• В древе проекта выберите объект сетки FEM и нажмите клавишу Space.
  • Результат: Видимость сетки FEM будет отключена. Геометрическая модель останется видна.
• В древе проекта дважды щелкните объект ограничения силы, чтобы открыть его панель задач
• В окне задачи измените значение нагрузки на 500000000 N = 500 MN (Примечание: единица силы в окне задачи должна быть в N)
• Нажмите кнопку Direction.
• На геометрической модели щелкните по одной из длинных кромок в направлении оси x.
  • Результат: Красные стрелки, показывающие силу, изменят свое направление в направлении оси x. Они указывают фиксированное направление.
• Если напряжение должно быть приложено к коробке, надо активировать Reverse Direction, щелкнув по нему.
• Красные стрелки силы изменят свое направление.
• Нажмите в окне задач OK.

• Включите видимость сетки FEM , выбрав ее в дереве и нажав клавишу Пробел.
• Вы уже знаете, как запустить анализ и как визуализировать результаты.
• В результате деформации смещение по оси x должно быть равно 19,05 мм.

• Вы усвоили простые методы работы с верстаком FEM.
• Теперь вы готовы к выполнению второго задания.
• Мы создадим консоль CalculiX самостоятельно и сравним результаты с теорией балки.