Modelador FreeCAD (XIX)

 

FreeCAD (XIX)

Elementos finitos

El método de elementos finitos es una manera de calcular propagaciones dentro de un objeto tridimensional, basado en la fragmentación del objeto en pequeñas partes para analizar el impacto de cada una de ellas en las partes adyacentes. Es un método que se utiliza en varios campos de la ingeniería y el electromagnetismo. En FreeCAD, el método de elementos finitos se dedica a la simulación de deformaciones en objetos sometidos a acciones. El banco de trabajo que se dedica a los elementos finitos es el banco FEM (Finite Element Method). El método se aplica mediante el proceso siguiente:

1. preparar la geometría
2. definir el material
3. construir la malla
4. dividir en partes pequeñas
5. calcular la simulación.

El banco FEM permite elegir entre varias aplicaciones simuladoras disponibles, pero la única que está totalmente implementada es CalculiX. También es necesario el complemento NetGen, que se dedica a la subdivisión de la malla. Se puede comprobar si la instalación de FreeCAD está preparada para el análisis de elementos finitos abriendo el ejemplo FemCalculixCantilever3D.FCStd, disponible en el banco de trabajo Start.

Preparar la geometría

El banco FEM sólo puede calcular deformaciones en un objeto simple. Para preparar la geometría puede seguirse el procedimiento siguiente:

1. Copiar el modelo en un nuevo archivo exclusivo para el análisis.
2. Eliminar los elementos de página, los planos de sección, las cotas y cualquier otro elemento auxiliar.
3. Ocultar los elementos de carpintería y cualquier otro elemento que no intervenga en la simulación.
4. Seleccionar el banco Part.
5. Realizar las uniones necesarias para que sólo haya un objeto a tratar, mediante el botón Unión.

Crear el análisis

1. Cambiar al banco FEM.
2. Seleccionar el objeto Fusion > botón “Malla FEM a partir de forma de Netgen”.
3. Definir Tamaño Max. en la ventana Parámetro Tet > botón OK.
4. Seleccionar el objeto FEMMeshNetgen > botón Contenedor de análisis.
5. Seleccionar el objeto Analysis > botón Material para sólido > seleccionar el material y pulsar OK.
6. Botón Restricción fija > botón Añadir > seleccionar la cara del objeto que está en contacto con el terreno > OK.
7. Botón Restricción de presión > seleccionar la cara del objeto en la que está aplicada la presión > ajustar el valor > OK.
8. La malla FEM y el material deben estar dentro del objeto Analysis, al igual que el objeto SolverCcxTools y las restricciones.
9. Doble clic en SolverCcxTools > botón Escribir archivo inp. > botón Ejecutar CalculiX > Close.
10. Doble clic en el objeto CCX_Results > seleccionar el tipo de resultado.
11. Si se activa la casilla Mostrar, bajo Desplazamiento, el programa mostrará el modo en que el objeto se deforma bajo la acción de las cargas aplicadas, en una representación afectada por un factor que puede controlarse mediante la barra deslizante.

Daniel Trujillano, Arquitecto

http://www.arquitectotrujillano.com/