FEM

MKP - Metoda konečných prvků

MKP - metoda konečných prvků, známá spíše pod anglickou zkratkou FEM (Final Element Method) je numerická metoda používaná zejména při analýze konečných prvků FEA.

Použití:

• Pevnostní výpočty:
  • napětí
  • deformace
• Specifické výpočty:
  • prostup tepla
  • rozložení elektromagnetického náboje
  • proudění tekutin
  • difuze
  • ...

Komerční FEA/FEM software

• NASTRAN, původně vyvinut NASA
  • MSC Nastran
  • UGS NX Nastran, postaven a rozvíjen na základě koupené licence od MSC
  • … existují i další varianty
• ANSYS
• Cosmos M (SolidWorks)

Open source FEA/FEM software

• CalculiX, CalculiX for Windows
• Code Aster
• Impact
• OpenFEM
• TOCHNOG
• FEAP
• FELYX
• ELMER
• SLFFEA
• FElt
• Z88

Lineární a nelineární analýza

Donedávna většina implementací FEA byla založena na jednodušší lineární geometrii, kdy předpokládáme, že během zatížení součást nemění svou geometrii a materiál nemění své vlastnosti. Tato aproximace však při větších deformacích vede k nepřesným výsledkům, zejména tehdy, kdy se během zatížení výrazně mění geometrie tělesa a jeho tuhost.

Typické situace, kdy je vhodné použít nelineární analýzu:

• Zatěžující síla mění směr

• Při deformaci se mění uložení

• Změna tuhosti, například prohnutí membrány.

• Změna tvaru plastickou deformací. Na obrázku jsou vidět různé výsledky analýzy při použití lineární a nelineární analýzy.

Obrázky jsou převzaty ze zdrojů SolidWorks.

V poslední době jsou dostupné FEA programy, které podporují i nelineární analýzu.

Obecné jednoduché pravidlo zní, že pokud se během zatížení některý z hlavních rozměrů změní o více než o 1/20, měla by se již použít nelineární analýza.

Zpět na úvod - Materiály a poznámky k přednáškám