4. Metode de calcul energetice şi aproximative în rezistenţa ...

(element de masă sau de tip arc), de tip linie (elemente de bare drepte
sau curbe, în plan sau în spaţiu) de tip suprafaţă (elemente de plăci
plane sau curbe, groase sau subţiri, în plan sau în spaţiu, elemente
axial simetrice, de membrană etc) sau de tip volum (elemente
spaţiale, - 3D - pentru structuri “solide”, compozite, cu număr
variabil de noduri, pentru fluide, piezoelectrice, magnetice etc).
Fiecare din categoriile de elemente enumerate au mai multe variante,
numărul acestora putând ajunge la câteva zeci. De asemenea,
categoriile prezentate includ şi elemente cu rol funcţional special, ca
de exemplu: rigid, de contact, de frecare, de legătură, definit prin
matricea de rigiditate etc.
Forma geometrică. Elementele finite au, în general, forme
simple ca, de exemplu, linie dreaptă sau arc de cerc, triunghi,
patrulater oarecare, tetraedru, hexaedru etc. De asemenea, unele
caracteristici geometrice pot fi constante sau variabile, ca secţiunile
barelor sau grosimile plăcilor.
Numărul nodurilor. Pentru unele dintre elemente, o formă
geometrică dată, de exemplu un triunghi, poate avea mai multe
variante în ceea ce priveşte numărul de noduri, deoarece în afara
nodurilor din vârfuri mai pot exista noduri şi pe laturi şi (sau) în
interior. De asemenea se pot utiliza noduri şi în interiorul
elementului, pentru rezultate. Se utilizează şi elemente cu număr
variabil de noduri, ca, de exemplu, pentru plăci groase elementul
poate avea între 8 şi 48 de noduri.
Numărul gradelor de libertate ale fiecărui nod. Nodurile
elementelor au ataşate, implicit, unele DOF din cele şase posibile,
deci se poate opera şi cu numărul total de DOF pentru un element,
care este numărul nodurilor înmulţit cu numărul DOF pe nod.
Gradul polinomului de interpolare. Fiecare element finit are
“implementate” polinoame de interpolare de un anumit grad,
începând cu gradul întâi. Cu cât gradul polinoamelor este mai ridicat
cu atât creşte cantitatea de informaţii cu care elementul operează şi
deci el este, în general, mai performant.
Caracteristicile materialului. În practica analizei cu elemente
finite, materialul elementului finit poate fi omogen şi izotrop sau cu o
anizotropie de un anumit tip. De asemenea, constantele elastice şi
106