Προσομοίωση. Εσωτερικών τάσεων-Λυγισμός.
Στα σύγχρονα συστήματα σχεδιασμού και μελέτης συνήθως συμπεριλαμβάνονται και εργαλεία προσομοίωσης λειτουργείας και συνθηκών με την μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Τι είναι όμως τα πεπερασμένα στοιχεία;
Με λίγα λόγια, η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων βασίζεται στο διαχωρισμό ενός σύνθετου προβλήματος σε πάρα πολλά και απλά προβλήματα. Με αυτό το τρόπο αυξάνεται κατακόρυφα ο αριθμός των μαθηματικών πράξεων που απαιτούνται αλλά οι πράξεις αυτές είναι απλούστερες. Αυτό ταιριάζει πάρα πολύ με τον τρόπο λειτουργίας ενός υπολογιστή.
Με αυτό τον τρόπο επιλύονται προβλήματα σε διάφορους τομείς όπως:
- Υπολογισμός εσωτερικών τάσεων (αντοχή).
- Μεταφορά θερμότητας.
- Ρευστομηχανικής.
- Προβλήματα συχνότητας συντονισμού.
Παρόλες τις δυνατότητες της μεθόδου αυτής συνεχίζει να είναι ένα απλό εργαλείο που χρησιμοποιείται στην εξέλιξη νέων προϊόντων και σαν κάθε εργαλείο ο χρήστης πρέπει να έχει καλή γνώση και κατανόηση της χρήσης του.
Παρακάτω παρουσιάζεται ένα παράδειγμα μελέτης ενός τραπεζιού με την μέθοδο τον πεπερασμένων στοιχείων. Μάλιστα, χρησιμοποιούνται δυο εφαρμογές της μεθόδου. Αρχικά γίνεται μελέτη των εσωτερικών τάσεων του τραπεζιού σε ένα συγκεκριμένο βάρος και το αποτέλεσμα δείχνει ότι το τραπέζι αντέχει. Όταν όμως μελετηθεί ή περίπτωση του λυγισμού φαίνεται ότι με το συγκεκριμένο βάρος τα πόδια θα λυγίσουν και το τραπέζι θα πέσει κάτω.
Σε αυτό το παράδειγμα φαίνονται ταυτόχρονα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων. Διότι ένας έμπειρος Μηχανικός κοιτάζοντας το σχέδιο του τραπεζιού μπορεί να φανταστεί ότι θα υποφέρει από λυγισμό, λόγω των μακριών και στενών ποδιών του . Εάν κάποιος όμως αρκεστεί σε μια απλή μελέτη εσωτερικών τάσεων θα φτάσει στο λάθος συμπέρασμα ότι το τραπέζι θ' αντέξει.
