fundamentos para o projeto de componentes de máquinas

Figura 30a – Estrutura plana real Figura 30b – malha de EF
Na figura 30b é mostrada uma possível malha de elementos finitos que representa a
viga da figura 30a, onde as regiões triangulares representam os elementos finitos e os
pequenos círculos representam os nós que conectam os elementos uns aos outros. Pode-se
dizer que os elementos finitos representam pedaços da estrutura real porém não se pode
converter a figura 30a na figura 30b fazendo cortes na estrutura em regiões e unindo estas
partes através dos nós pois isto resultaria numa estrutura fragilizada. Adicionalmente
procedendo desta forma haveria certamente uma concentração de tensões nos nós e uma
tendência a haver uma separação dos elementos nas regiões limítrofes. Na realidade uma
estrutura real não atua desta forma. Assim os elementos finitos devem se deformar de maneira
compatível. Por exemplo se uma aresta de um elemento permanece reta, as arestas dos
elementos adjacentes deverão ter deformações compatíveis, sem que haja sobreposição ou
separação.
A versatilidade é uma notável característica do método dos elementos finitos que pode
ser aplicado a problemas de natureza diversa. A região sob análise pode ter forma arbitrária e
cargas e condições de contorno quaisquer. A malha pode ser constituída de elementos de
diferentes tipos, formas e propriedades físicas. Esta grande versatilidade pode muitas vezes ser
colocada em um programa computacional simples, desde que se controle a seleção do tipo de
problema a abordar, especificando a geometria, condições de contorno, seleção de elementos
etc. Outra característica muito positiva do método é a semelhança entre o modelo físico e o
modelo real fazendo com que a abstração matemática seja fácil de se visualizar. Apesar de
suas vantagens, o método dos elementos finitos apresenta também algumas desvantagens por
exemplo: um resultado numérico específico sempre é obtido para um conjunto de dados que
tentam representar um sistema, e nem sempre existe uma fórmula fechada que permita a
verificação destes resultados. Um programa e um computador confiáveis são essenciais;
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