A simulação computacional de estruturas está cada vez mais frequente na engenharia para análise e aprimoramento de componentes mecânicos, tornando possível uma avaliação estrutural sem a necessidade de testes experimentais. Com isso, é possível alcançar uma otimização de resultados e redução de custos, além de reduzir o tempo necessário para testes. Para uma avaliação estrutural que se faz uso de recursos computacionais, utiliza-se o Método dos Elementos Finitos (MEF), que permite uma expressiva avaliação acerca de projetos e produtos.
O Método dos Elementos Finitos é um recurso computacional que consiste na divisão de um corpo em partes menores, os elementos, que são interligados por pontos em comuns, conhecidos como nós. Com essa divisão, é possível transformar um problema complexo em problemas menores e mais simples de se resolver, além de possibilitar um entendimento mais apurado sobre o comportamento de cada parte de uma peça exposta a esforços e cargas.
Não se sabe ao certo a data do surgimento do Método dos Elementos Finitos, mas os primeiros registros de sua utilização ocorreram na década de 40, com atuação do engenheiro Alexander Hrennikoff e do matemático Richard Courant. Porém, o MEF teve sua utilização ampliada a partir 1970, sendo, inclusive, patrocinado pela NASA em alguns programas e projetos.
Inicialmente, esse recurso computacional para simulação estrutural era aplicado apenas em problemas estáticos, mas, com o desenvolvimento e aprimoramento do método, foi possível utilizá-lo em contextos dinâmicos. Nos dias de hoje, com a evolução e investimento, sua aplicação engloba várias áreas da engenharia, permitindo, por exemplo, análises térmicas, eletromagnéticas e de fluidos.
Primeiramente, é necessário produzir um modelo 3D do componente mecânico que se deseja avaliar. Em seguida, para a realização da divisão do corpo em diversos elementos, utiliza-se um software de simulação estrutural, o que permitirá a realização dos cálculos estruturais. Então, quanto mais elementos se utiliza nessa subdivisão, mais precisa fica a avaliação, permitindo conclusões mais refinadas. Entretanto, para isso, faz-se necessário maior tempo de análise e computadores mais robustos.
Além disso, é possível realizar simulações para diferentes cargas e materiais, o que aumenta a variedade de testes em uma mesma peça. Após todas definições, pode-se analisar deslocamentos e deformações de um corpo, bem como focos de tensões, buscando identificar quais regiões merecem maior atenção.
A utilização do Método dos Elementos Finitos traz diversos benefícios para uma empresa e projetos, dentre eles:
O MEF pode contribuir para uma melhor realização das análises estruturais de projeto, permitindo maior assertividade nas decisões e maior qualidade nos resultados finais. Por isso, essa análise deve ser feita de maneira técnica e detalhada, o que pode resultar em diversos ganhos à sua empresa. Uma análise não especializada pode acarretar em erros e deficiência no projeto.
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