METODO DE ELEMENTOS FINITOS

Método de los elementos finitos

El método de los elementos finitos (FEM por sus siglas en inglés) es un método numérico para la aproximación de soluciones de ecuaciones diferenciales parciales.Se utiliza principalmente para el diseño y mejora de productos. Entre sus principales aplicaciones se encuentran:
Resistencia de materiales
Mecánica de fluidos
Ingeniería nuclearElectromagnetismo
Campos eléctricos
Propagación de ondas
Conducción del calor
Entre muchas otras.
La solución obtenida por este método es aproximada y coincide con la solución exacta sólo en un númerofinito de puntos llamados nodos.
El Método de elementos finitos convierte un problema definido en términos de ecuaciones diferenciales en un problema en forma matricial. Las tareas para desarrollar estemétodo se dividen en:
Preproceso: consiste en la definición de geometría, generación de la malla, las condiciones de contorno y asignación de propiedades a los materiales y otras propiedades.Cálculo: permite generar un conjunto de N ecuaciones y N incógnitas, que puede ser resuelto con cualquier algoritmo para la resolución de sistemas de ecuaciones lineales.
Postproceso: se calculanmagnitudes derivadas de los valores obtenidos para los nodos, y en ocasiones se aplican operaciones de suavizado, interpolación e incluso determinación de errores de aproximación.
Las principales ventajas deeste método son:
Tratamiento de geometrías complicadas
Propiedades materiales no lineales o variables
La estructura clara del método permite crear códigos multipropósito generales
Fundamentosteóricos sólidos
Confiabilidad
Posibilidad de estimación de error




Ejemplos de aplicaciones del FEM:


Estructura generada por FEM para el análisis de tensiones de la cabeza de unpistón de un motor de combustión interna alternativo


Solución de MEF en 2D para una configuración de un magnetostato, (las líneas muestran la dirección de la densidad de flujo calculada, y el...