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Tutoriel
Thème
Analyse par éléments finis
Niveau
Débutant
Temps d'exécution estimé
10 minutes + temps d'exécution
Auteurs
Drei
Version de FreeCAD
0.17 ou plus
Fichiers exemples
None
Voir aussi
None

Introduction

Ce tutoriel est une présentation d'utilisation destiné au lecteur le flux de travail sur base de l'atelier FEM, ainsi que la plupart des outils disponibles pour effectuer une analyse statique d’éléments finis.

Conditions

• FreeCAD version 0.17 ou supérieure.
• Netgen et/ou GMSH sont installés sur le système (inclus dans l'installation de FreeCAD).
• Calculix est installé sur le système (inclus dans l'installation de FreeCAD).
• Le lecteur possède les connaissances de base pour utiliser les ateliers Part et PartDesign.

Procédure

Modélisation

Dans cet exemple, un cube est utilisé comme objet d'étude, mais tout modèle créé dans les ateliers Part ou PartDesign peut être utilisé à la place.

1. Appuyez sur le bouton Nouveau document pour créer un nouveau document.
2. Activez l' atelier Part.
3. Créez un cube.
4. Changez ses Dimensions selon les valeurs suivantes :
   1. Longueur : 8.000 m.
   2. Largeur : 1.000 m.
   3. Hauteur : 1.000 m.

Maintenant, nous avons un modèle avec lequel travailler.

Créer l'analyse

1. Lancez l' atelier FEM.
2. Sélectionnez l'option Modèle → Conteneur d'analyse dans le menu.

Contraintes et forces

1. Masquez le maillage dans la vue en arborescence.
2. Affichez le modèle original.
3. Sélectionnez Condition de limite fixe.
4. Cliquez sur Ajouter, sélectionnez la face arrière de l'objet Cube (face sur l'axe YZ) et cliquez sur OK.
5. Sélectionnez Charge d'effort.
6. Cliquez sur Ajouter, sélectionnez la face avant de l'objet Cube (la face parallèle à la face arrière) et définissez la valeur Force [N] à 9000000.
7. Réglez la Direction sur -Z en sélectionnant une des arêtes de la face parallèle à cette direction.
8. Cliquez sur OK.

Nous venons d'établir les restrictions et les forces pour notre étude statique.

Matériau

1. Sélectionnez Matériau pour solide puis choisir Calculix-Steel comme matériau.
2. Cliquez sur OK.

Maillage

Il est recommandé de faire un maillage comme dernière étape des préparations de l'analyse en raison de l'association à une géométrie dans FreeCAD. Selon l'installation de FreeCAD, il peut y avoir des maillages Netgen ou GMSH, vous pouvez utiliser l'un ou l'autre.

Netgen

1. Sélectionnez le modèle.
2. Mailler avec Netgen : génère un maillage d'éléments finis pour un modèle en utilisant Netgen.
3. Dans la boîte de dialogue de maillage, cliquez sur Appliquer et OK.

Vous pouvez également faire glisser et déposer un maillage pour une analyse mécanique d'un objet qui ne possède pas de maillage dans la Vue en arborescence

GMSH

1. Sélectionnez le modèle.
2. FEM Mailler avec Gmsh : génère un maillage d'éléments finis pour un modèle en utilisant Gmsh.
3. Dans la boîte de dialogue de maillage, cliquez sur Appliquer et OK.

Nous avons maintenant créé un maillage de notre objet et nous sommes prêt à ajouter des contraintes et des forces.

Exécution du solveur

Procédure régulière

1. Sélectionnez l'objet solveur contenu dans le conteneur Analysis.
2. Sélectionnez Contrôle de tâches du solveur dans le menu.
3. Sélectionnez Write .inp File.
4. Sélectionnez Run CalculiX.
5. Cliquez sur OK.

Procédure rapide

1. Sélectionnez l'objet solveur contenu dans le conteneur Analysis.
2. Cliquez sur Lancer les calculs du solveur.

Analyse des résultats

1. Depuis l'arborescence de l'objet, sélectionner l'objet CCX_Results
2. Sélectionnez Afficher le résultat
3. Choisissez parmi les différents types de résultats à visualiser
4. Le curseur en bas du panneau peut être utilisé pour altérer la visualisation du maillage. Cela permet de visualiser la déformation subie par l'objet ; gardez en tête qu'il s'agit d'une approximation.
5. Pour supprimer les résultats, sélectionnez Purger les résultats

Nous avons complété la procédure de base de l'atelier FEM.

Remarques

• Pour un tutoriel vidéo basé sur ce tutoriel écrit, regardez : FEM MaterialReinforced tutorial.