Elementos finitos

A análise por elementos finitos (FEA, do inglês "finite element analysis" ou FEM "finite element method") é uma técnica usada em engenharia mecânica para simular o comportamento de objetos e estruturas sob diferentes condições de carga. É uma ferramenta poderosa para projetar e otimizar produtos, identificar áreas de estresse e fadiga, e garantir que os projetos atendam aos requisitos mínimos de segurança e desempenho.

No Brasil esta ferramenta é popularmente conhecida por MEF "método dos elementos finitos".

A análise funciona dividindo um objeto em um grande número de pequenos elementos, cada um com suas próprias propriedades materiais e de deformação. Esses elementos são então conectados uns aos outros através do que chamamos de nós, criando uma malha que representa a geometria do objeto.

Figura 1 - Exemplo de malha em um corpo sólido

Figura 2 - Identificação de nós e elementos

Posteriormente são aplicadas cargas e restrições de movimento ao objeto e simulado como o mesmo responde a essas cargas, calculando as tensões e deformações em cada elemento da malha.

A principal vantagem do MEF é a sua capacidade de fornecer informações detalhadas sobre o comportamento de um objeto ou estrutura sob diferentes condições de carga. Isso permite que os engenheiros avaliem rapidamente diferentes opções de projeto e verifiquem se elas atendem aos requisitos de desempenho e segurança. Além disso, a FEA também é útil para identificar problemas de projeto, como áreas de concentração de tensão ou pontos de fadiga, permitindo que os engenheiros otimizem seus projetos para evitar esses problemas.

Figura 3 - Apresentação dos resultados

No entanto, é importante lembrar que a análise por elementos finitos é uma técnica de simulação, e seus resultados são tão precisos quanto as suposições e simplificações que são usadas para criar o modelo. Portanto, é importante que os engenheiros usem bons dados de entrada e verifiquem seus resultados com testes físicos sempre que possível. Em resumo, é um método de aproximação da realidade.

A análise por elementos finitos é uma ferramenta essencial para engenheiros mecânicos que desejam projetar produtos seguros e eficientes. Com o auxílio do método, os engenheiros podem simular rapidamente diferentes opções de projeto e identificar problemas potenciais antes que eles ocorram, economizando tempo e dinheiro ao longo do processo de desenvolvimento do produto.