このブログでは、FreeCADによる固有値解析を使った記事をまとめています。
FreeCADによる固有値解析手順について備忘録を兼ねてまとめています。
なお、この記事で使っている画像は、FreeCADのバージョンは、0.17のものです。
形状モデル（データ）を作るのが私にとっては大きな課題です。CADの操作や3Dモデルは、何度かチャレンジしていますが、苦手なようです。
FreeCADによる形状モデル作成
ここでのFreeCADによる固有値解析は、改正対象のモデル（形状モデル）を作るところから始めています。
ワークベンチでSketcherを選ぶ
ワークベンチでSketcherを選びます。
ワークベンチのSketcherを選ぶ
図１ ワークベンチでSketcherを選ぶ
Sketcherで新規作成（図１の左端のアイコン）をクリックします。
Sketcherで新規作成
図２ Sketcherで新規作成
スケッチを作成する（２Dモデルの作成）
次の手順で、スケッチを作成します。
- 平面図を作る
- ２辺を拘束
ワークベンチでPartを選ぶ（3Dモデル作成）
ワークベンチでPartを選びます。
ワークベンチでパーツを選ぶ
図３ ワークベンチでパーツを選ぶ
Extrudeで3Dモデルにします。
FreeCADによるFEM（固有値解析）
ワークベンチでFEMを選びます。
ワークベンチでFEMを選ぶ
図４ ワークベンチでFEMを選ぶ
図４の解析コンテナ（Ａのアイコン）をクリックします。
FEMの解析コンテナ
図５ FEMの解析コンテナ
FEMのための解析条件を設定します。
図５の球のアイコンで材料を選びます。
- FreeCADの材料設定から選ぶ他、任意の材料も設定できます。
拘束条件を設定します。
- 解析対象を固定する節点、線を固定します。
メッシュを切ります。
- 要素にはテトラを使います。
- FreeCADのオートメッシュを使います。
ソルバー（CaculiXccxTools）の設定をします。
- 周波数解析（Frequency）を選びます。
解析設定：周波数解析を選ぶ
図６ 解析設定：周波数解析を選ぶ
ソルバーの設定：インプットファイルの作成
図７ ソルバーの設定：インプットファイルの作成
解析の実行：インプットファイルの実行
図８ 解析の実行：インプットファイルの実行
「CalculiX Done!」が表示されれば解析完了です。
解析完了：インプットファイルの計算完了
図９ 解析完了：インプットファイルの計算完了
解析結果の確認
解析結果（解析コンテナ）は、以下の様にのツリー表示されます。
解析結果のツリー表示
図10 解析結果のツリー表示
見たい解析結果を選び表示させます。
解析結果（モード形状）を見る
図11 解析結果（モード形状）を見る
モードアニメーションを見たいときには、スクリプトを組む必要があります。
まとめ
ここでは、FreeCADで固有値解析を行う手順について、以下の項目でまとめました。
- FreeCADによる形状モデル作成
- ワークベンチでSketcherを選ぶ
- スケッチを作成する（２Dモデルの作成）
- ワークベンチでPartを選ぶ（3Dモデル作成）
- FreeCADによるFEM（固有値解析）
- 解析結果の確認
