O que são elementos finitos?

O método dos elementos finitos é uma importante ferramenta computacional para executar cálculos que na prática seriam muitos difíceis ou mesmo impossíveis. A sua concepção não é das mais recentes. Data de 1943. Até a década de 1970 seu processamento só podia ser feito nos caros mainframes e, por isso, seu uso era restrito a grandes empresas, centros de pesquisa, instalações militares. Com a evolução da capacidade e a redução de custos dos computadores, as aplicações do método se expandiram e se tornaram cada vez mais precisas e sofisticadas.

Na sua aplicação, o objeto ou sistema é representado por um modelo geométrico similar consistindo de múltiplas regiões conectadas, chamados elementos finitos. Equações de equilíbrio juntamente com considerações físicas (como compatibilidade) são levados em consideração e aplicadas a cada elemento, levando a um sistema de equações que pode ser resolvido por métodos computacionais e/ou aproximações. Sendo sempre um método aproximado, sua precisão pode ser refinada aumentando-se o número de elementos presentes.

Um uso comum para o método de elementos finitos é a determinação de tensões e deslocamentos em objetos mecânicos e sistemas. Contudo, é rotineiro usar o método para análise de muitos outros tipos de problemas, incluindo os de transferência de calor, dinâmica de fluidos, e eletromagnetismo, sendo possível resolver sistemas que de outra forma levariam a equações muito complexas e de difícil solução.

De início era usado quase sempre no cálculo de estruturas de engenharia e atualmente é aplicado em áreas diversas como transferência de calor, escoamento de fluidos, eletromagnetismo e muitas outras.

COSMOS

Um dos softwares líderes de mercado e amplamente utilizado pela CEMEF chama-se COSMOS. O software COSMOS apresenta as seguintes vantagens:

• Possui vários pacotes e opções de configuração, de forma que você e sua empresa só compram os recursos necessários, sejam eles análise estática linear, análise de flambagem, análise dinâmica, análise modal (extração dos modos e freqüência natural de vibração), analise térmica, analise de fadiga, analise não-linear.
• Abrangentes recursos na análise de tensões, e uma ampla biblioteca de elementos garantem suporte a materiais com propriedades que dependem de temperatura, materiais isotrópicos, materiais ortotrópicos, materiais anisiotrópicos e compósitos em múltiplas camadas.
• Recursos para contatos lineares, de enrijecimento (stiffening) e amolecimento (softening) por tensões, restrições em pontos múltiplos com suas equações, entre outros.
• O COSMOS analisa a transferência de calor considerando fatores relativos a condução, convecção e radiação, com analises estacionários e transientes, podendo considerar diversas grandezas em função da temperatura (coeficiente de película, condutividade, dilatação térmica, etc)
• No Brasil, a CEMEF Engenharia, também realiza treinamento avançado para os diversos tipos de análises realizados pelo método dos elementos finitos
• Analise Não-Linear avançada, para problemas que apresentem grandes deslocamentos e/ou grandes rotações, problemas de contatos entre entidades geométricas, problemas relativos a plasticidade, viscoelasticidade e não-linearidade elástica, hiperelasticidade, além de estudo de solos (Critério de Drucker-Prager).

Conheça os módulos de análise e suas aplicações.

Cosmos - DesignStar – Processador Integrado a CAD

Cosmos - Geostar – Processador Integrado aos Solvers

Cosmos - Star – Estática Linear

Cosmos - Dstar – Freqüências Naturais e Flambagem

Cosmos - Astar – Dinâmica de Resposta

Cosmos - Hstar – Transferência de Calor

Cosmos - Nstar – Análise Não-Linear

Cosmos - FStar – Análise de Fadiga

Cosmos - OPostar – Otimização estrutural

Cosmos - EMS – Análise elétromagnética

Cosmos - Drop Test - Ensaios de quedas

Cosmos - FloWorks - Análise de Fluidos computacional

Cosmos - Bibliotecas

Cosmos - Conversores