FEM CalculiX Cantilever 3D/fr: Difference between revisions

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|Topic= Analyse des Éléments finis
|Topic=Analyse par éléments finis
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|Author=[http://www.freecadweb.org/wiki/index.php?title=User:Berndhahnebach Bernd]
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== Introduction ==
== Introduction ==


Cet exemple est destiné à montrer à quoi ressemble une analyse par éléments finis simple ('''FEA''') dans l'[[FEM_Module/fr|Atelier FEM]] de FreeCAD dans l'interface FreeCAD et comment les résultats peuvent être visualisés. Il illustre comment déclencher un FEA et comment changer la valeur et la direction de la charge. De plus, étant donné que le fichier d'exemple est fourni avec toute installation de FreeCAD, c'est une vérification utile et facile à exécuter dans le but de vérifier si l'Atelier FEM est correctement configuré.
Cet exemple est destiné à montrer à quoi ressemble une simple analyse par éléments finis ('''FEA''') dans l'[[FEM_Workbench/fr|atelier FEM]] de FreeCAD et comment les résultats peuvent être visualisés. Il illustre comment déclencher une FEA et comment changer la valeur et la direction de la charge. De plus, étant donné que le fichier d'exemple est fourni avec toute installation de FreeCAD, c'est une vérification utile et facile à exécuter dans le but de vérifier que l'atelier FEM est correctement configuré.


[[Image:FEM_example01_pic00.jpg|700px]]
[[Image:FEM_example01_pic10.png|700px]]

<span id="Requirements"></span>
== Conditions ==


== Exigences ===
* Une version compatible de FreeCAD désignée dans l'aperçu du tutoriel.
* Une version compatible de FreeCAD désignée dans l'aperçu du tutoriel.
*: Utilisez la {{MenuCommand|Aide → À propos de FreeCAD}} pour voir la version de FreeCAD installée
*: Utilisez {{MenuCommand|Aide → À propos de FreeCAD}} pour voir la version de FreeCAD installée
* Aucun logiciel externe n'est nécessaire pour charger le fichier d'exemple, afficher le maillage et la géométrie ainsi que pour visualiser les résultats.
* Aucun logiciel externe n'est nécessaire pour charger le fichier d'exemple, afficher le maillage et la géométrie ainsi que pour visualiser les résultats.
* Pour relancer le FEA, le logiciel Solver CalculiX doit être installé sur votre ordinateur. Probablement le solveur a déjà été installé avec FreeCAD. Si le solveur CalculiX n'est pas installé, voir [[FEM_Install/fr|Installation FEM ]].
* Pour relancer la FEA, le solveur CalculiX doit être installé sur votre ordinateur. Probablement le solveur a déjà été installé avec FreeCAD. Si le solveur CalculiX n'est pas installé, voir [[FEM_Install/fr|FEM Installation des composants requis]].


<span id="Set_up_the_example_file"></span>
== Configurer le fichier d'exemple ==
== Configurer le fichier exemple ==

=== Charger l'Atelier Démarrage ===
* Démarrez FreeCAD
* L'Atelier Démarrage doit être chargé


<span id="Load_the_example_file"></span>
=== Charger le fichier exemple ===
=== Charger le fichier exemple ===
* Accédez aux exemples de projets et cliquez sur "Charger un exemple d'analyse FEM"
* Si en raison d'opérations ultérieures, certaines géométries, contraintes ou résultats sont interrompus ou supprimés, répétez simplement les étapes ci-dessus.


* Démarrez FreeCAD.
[[Image:FEM_example01_pic01.jpg|700px]]
* Si l'atelier Start n'est pas activé, chargez-le et ouvrez la page de démarrage.
* Ouvrez l'exemple "FemCalculixCantilever3D.FcStd".


[[Image:FEM_example01_pic11.png|700px]]


<span id="Activate_the_analysis_container"></span>
=== Activer le conteneur d'analyse ===
=== Activer le conteneur d'analyse ===
* Pour travailler avec une analyse, celle-ci doit être activée.
* Dans la [[tree view/fr|vue en arborescence]] cliquez droit sur [[Image:FEM_Analysis.png|32px]] MechanicalAnalysis → Activate analysis


* Pour travailler avec une analyse, l'analyse doit être activée.
[[Image:FEM_example01_pic02.jpg|700px]]
* Dans la [[Tree_view/fr|vue en arborescence]], double-cliquez sur le bouton [[Image:FEM_Analysis.svg|24px]] {{Button|Analyse}},
* Ou cliquez avec le bouton droit de la souris sur l'image [[Image:FEM_Analysis.svg|24px]] {{Button|Analyse}} et choisissez {{Button|Activer l'analyse}}.


[[Image:FEM_example01_pic12.png|700px]]

<span id="Analysis_container_and_its_objects"></span>
=== Conteneur d'analyse et ses objets ===
=== Conteneur d'analyse et ses objets ===
* Si l'analyse est activée, FreeCAD lui-même changera l'espace de travail actuel en FEM.
* Il existe au moins les 5 objets nécessaires pour effectuer une analyse mécanique statique.
* [[Image: FEM_Analysis.png|32px]] conteneur d'analyse
# [[Image: FEM_Solver.png|32px]] un solveur
# [[Image: FEM_Material.png|32px]] un matériau
# [[Image: FEM_FixedConstraint.png|32px]] une contrainte fixée
# [[Image: FEM_ForceConstraint.png|32px]] une contrainte de force
# [[Image: FEM_Create.png|32px]] un maillage FEM
* Puisque dans l'exemple ici les résultats sont inclus, il y a un sixième objet, les résultats [[Image: FEM ShowResult.png|16px]].


* Si l'analyse est activée, FreeCAD de lui-même basculera vers l'atelier FEM.
=== Visualisation des résultats ===
* Il faut au moins 5 objets pour faire une analyse mécanique statique.
* Assurez-vous que l'analyse est activée.
* [[Image:FEM_Analysis.svg|24px]] le conteneur d'analyse
* Assurez-vous que l'analyse contient toujours l'objet résultant, sinon reculez le fichier d'exemple.
# [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|24px]] un solveur
* Cliquez dans l'icône de la barre d'outils [[Image: FEM ShowResult.png|16px]] [[FEM_ResultShow/fr|Afficher Résultat]]
# [[Image:FEM_MaterialSolid.svg|24px]] un matériau
* Dans la fenêtre de tâches, choisissez Déplacement Z. Il montre -88.443 mm dans la direction Z négative.
# [[Image:FEM_ConstraintFixed.png|24px]] une condition limite fixe
* Cela a du sens puisque la force est également dans la direction Z négative.
# [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|24px]] une charge de force
* Activez la case à cocher Show Displacement.
# [[Image:FEM_FEMMesh.svg|24px]] un maillage FEM
* Le curseur peut être utilisé pour modifier le maillage pour voir la déformation de manière simplifiée.
* Dans cet exemple, les résultats [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px|link=FEM_ResultShow/fr]] sont déjà inclus.
* Choisissez parmi les différents types de résultats pour afficher tous les types de résultats disponibles dans l'Interface Graphique Utilisateur.


<span id="Visualizing_Results"></span>
[[Image:FEM_example01_pic03.jpg|400px]]
=== Visualiser des résultats ===


# Vérifiez que l'analyse est activée.
# Vérifiez que l'analyse contient toujours l'objet résultat, sinon rechargez simplement le fichier exemple.
# Double-cliquez sur l'objet résultat [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px]], ou sélectionnez-le et cliquez sur le bouton [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px]] [[FEM_ResultShow/fr|Afficher le résultat]] dans la barre d'outils FEM.
# Dans la fenêtre de tâche, choisissez {{incode|z-Displacement}}. Il montre {{incode|-86.93 mm}} dans la direction z négative. Ceci est logique puisque la force est également dans la direction z négative.
# Activez la case à cocher à côté du curseur inférieur de l'affichage du déplacement.
# Le curseur peut être utilisé pour modifier le maillage afin de visualiser la déformation d'une manière simplifiée.
# Choisissez parmi les différents types de résultats pour afficher tous les types de résultats disponibles dans l'interface graphique.


[[Image:FEM_example01_pic13.png|400px]]
=== Purger les Resultats ===
* Assurez-vous que l'analyse est activée.
* Pour supprimer les résultats, sélectionnez l'icône dans la barre d'outils de [[Image: FEM_PurgeResults.png | 32px]] [[FEM ResultsPurge/fr|Purger les résultats]]


<span id="Purging_Results"></span>
=== Exécuter la FEA ===
=== Purger les résultats ===
* Dans la [[tree view/fr|vue en arborescence]] double-cliquez sur l'objet solveur [[Image: FEM_Solver.png|32px]].

* Dans la [[task panel/fr|fenêtre des tâches]] de l'objet solveur, assurez-vous que l'analyse statique est sélectionnée.
# Assurez-vous que l'analyse est activée.
* Cliquez sur le fichier d'écriture .inp dans la même fenêtre de tâches. Regardez la fenêtre de journal jusqu'à ce qu'elle imprime "écriture terminée".
# Pour supprimer les résultats : sélectionnez dans la barre d'outils l'icône [[Image:FEM_ResultsPurge.svg|24px]] [[FEM_ResultsPurge/fr|Purger les résultats]].
* Cliquez sur {{Button|Run CalculiX}}. Comme il s'agit d'une très petite analyse, il faudrait moins d'une seconde pour s'exécuter.

* Dans la fenêtre de texte, il doit imprimer en lettres vertes "CalculiX done!" et dans la ligne suivante "chargement des jeux de résultats ..."
<span id="Running_the_FEA"></span>
* Vous avez terminé votre premier FEA dans FreeCAD s'il n'y a pas eu de message d'erreur.
=== Exécuter l'analyse par éléments finis ===
* Cliquez sur {{Button|Close}} dans la fenêtre de tâches.

* Dans la [[Tree_view/fr|vue en arborescence]], double-cliquez sur l'objet solveur [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|24px]].
* Dans le [[Task_panel/fr|panneau des tâches]] de l'objet solveur, assurez-vous que l'analyse statique est sélectionnée.
* Cliquez sur {{Button|Ecrire le fichier .inp}} dans la même fenêtre de tâches. Observez la fenêtre de journal jusqu'à ce qu'elle affiche "write completed."
* Cliquez sur {{Button|Lancer CalculiX}}. Comme il s'agit d'une très petite analyse, son exécution devrait prendre moins d'une seconde.
* Dans la fenêtre de texte, il devrait apparaître en lettres vertes "CalculiX done without error!" et à la ligne suivante "loading result sets ...".
* Vous venez de terminer votre première analyse par éléments finis dans FreeCAD s'il n'y a pas eu de message d'erreur.
* Cliquez sur {{Button|Fermer}} dans la fenêtre de tâches.
* Un nouvel objet de résultat devrait être créé. Vous savez déjà comment visualiser les résultats .
* Un nouvel objet de résultat devrait être créé. Vous savez déjà comment visualiser les résultats .
* Si vous obtenez un message d'erreur sans solveur binaire ou similaire lors du déclenchement de la vérification d'analyse, voir [[FEM_Install/fr|Installation de FEM]].
* Si vous obtenez un message d'erreur sans solveur binaire ou similaire lors du déclenchement de la vérification d'analyse, voir [[FEM_Install/fr|FEM Installation des composants requis]].


[[Image:FEM_example01_pic04.jpg|400px]]
[[Image:FEM_example01_pic14.png|400px]]


<span id="Running_the_FEA_the_fast_Way"></span>
=== Exécuter Rapidement la FEA ===
=== Exécuter l'analyse rapide par éléments finis ===
* Dans l'arborescence, sélectionnez l'objet solveur [[Image: FEM_Solver.png|32px]] de l'analyse [[Image: FEM_Analysis.png|32px]].

* Dans la barre d'outils de l'icône, cliquez sur [[Image: FEM_RunCalculiXccx.png|32px]] [[FEM_SolverRun/fr|Analyse rapide]].
* Dans l'arborescence, sélectionnez l'objet solveur [[Image:FEM_SolverCalculixCxxtools.svg|24px]] de l'analyse [[Image:FEM_Analysis.svg|24px]].
* Dans la barre d'outils de l'icône, cliquez sur [[Image:FEM_SolverRun.svg|24px]] [[FEM_SolverRun/fr|Lancer les calculs du solveur]].
* Le fichier de saisie Calculix sera écrit, CalculiX sera déclenché et l'objet résultant devrait être créé.
* Le fichier de saisie Calculix sera écrit, CalculiX sera déclenché et l'objet résultant devrait être créé.


<span id="Changing_Load_Direction_and_Load_Value"></span>
=== Modification de la direction de la charge et de la valeur celle-ci ===
=== Modifier la direction de la charge et la valeur de la charge ===
* Dans la [[tree view/fr|vue en arborescence]] sélectionnez l'objet FEM mesh [[Image: FEM_Create.png|32px]] et appuyez sur la touche {{KEY|Espace}}.

** '''Résultat:''' la visibilité de la maille FEM sera désactivée. Le modèle géométrique est encore visible.
* Dans la [[tree view/fr|vue en arborescence]] double-cliquez sur l'objet de contrainte de force pour ouvrir sa [[task panel/fr|fenêtre de tâches]].
* Dans la [[Tree_view/fr|vue en arborescence]], développez [[Image:FEM_ResultShow.svg|24px]] CCX_Results et sélectionnez l'objet [[Image:FEM_MeshResult.svg|24px]] ResultMesh et appuyez sur la touche {{KEY|Espace}}.
** '''Résultat :''' la visibilité du maillage FEM est désactivée. Le modèle géométrique est toujours visible.
* Dans la fenêtre de tâches, modifiez la valeur de charge à '''500000000N=500MN''' ('''Remarque:''' l'unité de force dans la fenêtre de tâche doit être en N)
* Dans la [[Tree_view/fr|vue en arborescence]], double-cliquez sur l'objet [[Image:FEM_ConstraintForce.svg|24px]] FEMConstraintForce pour ouvrir son [[Task_panel/fr|panneau des tâches]].
* Dans la fenêtre des tâches, changez la valeur de la charge en '''500000000 N = 500 MN''' ('''Remarque :''' l'unité de force dans la fenêtre des tâches doit être en N).
* Sur le modèle géométrique, cliquez sur l'une des longues arêtes dans la direction x.
* Cliquez sur le bouton {{Button|Direction}}.
* Cliquez sur le bouton {{Button|Direction}}.
** '''Résultat :''' les flèches rouges qui illustrent la force changent de direction dans la direction x. Elles indiquent la direction de la force.
* Sur le modèle géométrique, cliquez sur l'un des bords longs dans la direction x.
* Puisqu'une tension doit être appliquée à la boîte, la direction inverse doit être déclenchée en cliquant dessus.
* Les flèches rouges de la force changent de direction dans la direction x. Ils montrent la direction fixée.
* Les flèches rouges de la force vont changer de direction.
* Comme la tension doit être appliquée à la boîte, la Direction inverse doit être déclenchée en cliquant dessus.
* Cliquez sur {{Button|OK}} dans la fenêtre de tâche.
* '''Résultat:''' Les flèches rouges qui illustrent la force changeront leur direction dans la direction x. Ils indiquent la direction fixe.

* Cliquez sur {{Button|OK}} dans la fenêtre de tâches.
[[Image:FEM_example01_pic05.jpg|700px]]
[[Image:FEM_example01_pic15.png|700px]]

* Modifiez la [[Std ToggleVisibility/fr|visibilité]] de la maille FEM [[Image: FEM_Create.png|32px]] en la sélectionnant dans l'arborescence et en appuyant sur la touche {{KEY|Espace}}.
* Vous savez déjà comment déclencher une analyse et comment visualiser les résultats.
* Vous savez déjà comment déclencher une analyse et comment visualiser les résultats.
* La déformation dans la direction x doit être de 19,05 mm.
* La déformation dans la direction x devrait être de 18,95 mm.

[[Image:FEM_example01_pic16.png|400px]]


<span id="What_next?"></span>
[[Image:FEM_example01_pic06.jpg|400px]]
== Et ensuite ? ==


* Nous avons maintenant terminé avec le processus de base pour l'[[FEM_Workbench/fr|atelier FEM]].
== Et ensuite? ==
* Nous avons maintenant terminé le de travail de base pour l'[[FEM Module/fr|Atelier FEM]].
* Vous êtes maintenant prêt à faire le deuxième [[FEM_tutorial/fr|FEM Tutoriel]].
* Nous allons créer le cantilever de CalculiX par nous-mêmes et comparer les résultats avec la théorie des poutres.
* Vous êtes maintenant prêt à faire le deuxième [[FEM_tutorial/fr|tutoriel FEM]].
* Nous créerons nous-même le CalculiX cantilever et comparerons les résultats avec la théorie de la poutre.


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Latest revision as of 13:14, 30 November 2023

Other languages:
Tutoriel
Thème
Analyse par éléments finis
Niveau
Débutant
Temps d'exécution estimé
10 minutes
Auteurs
Bernd
Version de FreeCAD
0.16.6377 ou plus récente
Fichiers exemples
None
Voir aussi
None

Introduction

Cet exemple est destiné à montrer à quoi ressemble une simple analyse par éléments finis (FEA) dans l'atelier FEM de FreeCAD et comment les résultats peuvent être visualisés. Il illustre comment déclencher une FEA et comment changer la valeur et la direction de la charge. De plus, étant donné que le fichier d'exemple est fourni avec toute installation de FreeCAD, c'est une vérification utile et facile à exécuter dans le but de vérifier que l'atelier FEM est correctement configuré.

Conditions

  • Une version compatible de FreeCAD désignée dans l'aperçu du tutoriel.
    Utilisez Aide → À propos de FreeCAD pour voir la version de FreeCAD installée
  • Aucun logiciel externe n'est nécessaire pour charger le fichier d'exemple, afficher le maillage et la géométrie ainsi que pour visualiser les résultats.
  • Pour relancer la FEA, le solveur CalculiX doit être installé sur votre ordinateur. Probablement le solveur a déjà été installé avec FreeCAD. Si le solveur CalculiX n'est pas installé, voir FEM Installation des composants requis.

Configurer le fichier exemple

Charger le fichier exemple

  • Démarrez FreeCAD.
  • Si l'atelier Start n'est pas activé, chargez-le et ouvrez la page de démarrage.
  • Ouvrez l'exemple "FemCalculixCantilever3D.FcStd".

Activer le conteneur d'analyse

  • Pour travailler avec une analyse, l'analyse doit être activée.
  • Dans la vue en arborescence, double-cliquez sur le bouton Analyse,
  • Ou cliquez avec le bouton droit de la souris sur l'image Analyse et choisissez Activer l'analyse.

Conteneur d'analyse et ses objets

  • Si l'analyse est activée, FreeCAD de lui-même basculera vers l'atelier FEM.
  • Il faut au moins 5 objets pour faire une analyse mécanique statique.
  • le conteneur d'analyse
  1. un solveur
  2. un matériau
  3. une condition limite fixe
  4. une charge de force
  5. un maillage FEM
  • Dans cet exemple, les résultats sont déjà inclus.

Visualiser des résultats

  1. Vérifiez que l'analyse est activée.
  2. Vérifiez que l'analyse contient toujours l'objet résultat, sinon rechargez simplement le fichier exemple.
  3. Double-cliquez sur l'objet résultat , ou sélectionnez-le et cliquez sur le bouton Afficher le résultat dans la barre d'outils FEM.
  4. Dans la fenêtre de tâche, choisissez z-Displacement. Il montre -86.93 mm dans la direction z négative. Ceci est logique puisque la force est également dans la direction z négative.
  5. Activez la case à cocher à côté du curseur inférieur de l'affichage du déplacement.
  6. Le curseur peut être utilisé pour modifier le maillage afin de visualiser la déformation d'une manière simplifiée.
  7. Choisissez parmi les différents types de résultats pour afficher tous les types de résultats disponibles dans l'interface graphique.

Purger les résultats

  1. Assurez-vous que l'analyse est activée.
  2. Pour supprimer les résultats : sélectionnez dans la barre d'outils l'icône Purger les résultats.

Exécuter l'analyse par éléments finis

  • Dans la vue en arborescence, double-cliquez sur l'objet solveur .
  • Dans le panneau des tâches de l'objet solveur, assurez-vous que l'analyse statique est sélectionnée.
  • Cliquez sur Ecrire le fichier .inp dans la même fenêtre de tâches. Observez la fenêtre de journal jusqu'à ce qu'elle affiche "write completed."
  • Cliquez sur Lancer CalculiX. Comme il s'agit d'une très petite analyse, son exécution devrait prendre moins d'une seconde.
  • Dans la fenêtre de texte, il devrait apparaître en lettres vertes "CalculiX done without error!" et à la ligne suivante "loading result sets ...".
  • Vous venez de terminer votre première analyse par éléments finis dans FreeCAD s'il n'y a pas eu de message d'erreur.
  • Cliquez sur Fermer dans la fenêtre de tâches.
  • Un nouvel objet de résultat devrait être créé. Vous savez déjà comment visualiser les résultats .
  • Si vous obtenez un message d'erreur sans solveur binaire ou similaire lors du déclenchement de la vérification d'analyse, voir FEM Installation des composants requis.

Exécuter l'analyse rapide par éléments finis

  • Dans l'arborescence, sélectionnez l'objet solveur de l'analyse .
  • Dans la barre d'outils de l'icône, cliquez sur Lancer les calculs du solveur.
  • Le fichier de saisie Calculix sera écrit, CalculiX sera déclenché et l'objet résultant devrait être créé.

Modifier la direction de la charge et la valeur de la charge

  • Dans la vue en arborescence, développez CCX_Results et sélectionnez l'objet ResultMesh et appuyez sur la touche Espace.
    • Résultat : la visibilité du maillage FEM est désactivée. Le modèle géométrique est toujours visible.
  • Dans la vue en arborescence, double-cliquez sur l'objet FEMConstraintForce pour ouvrir son panneau des tâches.
  • Dans la fenêtre des tâches, changez la valeur de la charge en 500000000 N = 500 MN (Remarque : l'unité de force dans la fenêtre des tâches doit être en N).
  • Sur le modèle géométrique, cliquez sur l'une des longues arêtes dans la direction x.
  • Cliquez sur le bouton Direction.
    • Résultat : les flèches rouges qui illustrent la force changent de direction dans la direction x. Elles indiquent la direction de la force.
  • Puisqu'une tension doit être appliquée à la boîte, la direction inverse doit être déclenchée en cliquant dessus.
  • Les flèches rouges de la force vont changer de direction.
  • Cliquez sur OK dans la fenêtre de tâche.

  • Vous savez déjà comment déclencher une analyse et comment visualiser les résultats.
  • La déformation dans la direction x devrait être de 18,95 mm.

Et ensuite ?

  • Nous avons maintenant terminé avec le processus de base pour l'atelier FEM.
  • Vous êtes maintenant prêt à faire le deuxième FEM Tutoriel.
  • Nous allons créer le cantilever de CalculiX par nous-mêmes et comparer les résultats avec la théorie des poutres.


FEM

Contraintes

Hub utilisateurs
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