A importância da teoria do Método dos Elementos Finitos

O Método dos Elementos Finitos tem um papel fundamental para o avanço da engenharia e do desenvolvimento de produtos. Atualmente, com a grande competitividade nas indústrias, fazer uso dessa ferramenta é imprescindível. Por conta disso, essa vem ganhando bastante popularidade nos dias atuais, sendo impulsionada pelo avanço computacional e interfaces amigáveis dos softwares que permitem que uma considerável parcela das pessoas envolvidas com projetos tenha acesso a esse recurso tão poderoso.


Resumidamente, o método consiste em transformar um sistema contínuo em discreto, ou seja, divide a geometria em partes menores e menos complexas, os chamados elementos, esses, por sua vez, estão conectados por nós, formando uma malha. Essas pequenas parcelas são mais simples de serem resolvidas em relação a uma geometria rebuscada, porém, o método entrega um resultado aproximado, diferentemente do analítico, que entrega o resultado exato nos infinitos pontos da geometria.

Figura 1: Elemento tetraédrico linear e seus nós em destaque retirados da malha.


Então por que utilizar os elementos finitos?


Acontece que o método analítico para o cálculo para uma simples uma viga isolada, por exemplo, é a melhor opção, contudo, na engenharia, grande parte das estruturas são muito complexas para serem calculadas analiticamente, dessa forma, o Método dos Elementos Finitos surgem como uma excelente alternativa, mesmo que seus resultados não sejam exatos. Entretanto, de acordo com as características do modelo preparado, obtém-se resultados praticamente coincidentes com o cálculo analítico. Os testes de convergência e confiabilidade demonstram isso. No entanto, para obter esses resultados, algumas premissas devem ser obedecidas.


Por se tratar de uma aproximação, há uma necessidade de profundo entendimento por parte projetista ou engenheiro ao trabalhar com esse recurso, tanto na teoria dos elementos finitos quanto na física envolvida no problema. Se esse não for o caso, a análise pode resultar em algo desastroso, muitas estruturas, se mal calculadas, colocam vidas em perigo, portanto é fundamental ter uma base sólida no assunto.

Esse cuidado torna-se ainda mais relevante devido ao grande número de pessoas ingressando no assunto partindo diretamente para o software. Como esses estão cada vez mais amigáveis, com uma interface gráfica intuitiva e entregando belas imagens, surge uma confiança de que os resultados estão corretos, porém, o software aceita tudo, é obrigação do engenheiro -munido da teoria e entendendo tudo que o programa está executando nos “bastidores”- fazer uso da malha mais adequada, das condições de contorno corretas, estar ciente se trata-se de uma análise linear, não linear, compreender fisicamente cada detalhe dos resultados exibidos pelo computador e muito mais. Dessa maneira, os cálculos passam a ter total credibilidade.


A imagem abaixo exemplifica o que foi dito anteriormente. A função do programa é executar cálculos, ele não é responsável pela qualidade dos inputs do usuário, se esses não forem de qualidade, os resultados também não serão.

Figura 2: Garbage in, garbage out.


Tendo consciência da importância de conhecer a teoria por trás do método, muitas pessoas ainda encontram dificuldades ao tentar se aprofundar no assunto, isso porque grande parte dos livros e artigos apresentam o tema de forma muito mais complicada do que ele realmente é. Contudo, também não há soluções mágicas, nas quais se aprende teoria e software em prazos relâmpagos. O alicerce necessita ser bem montado.


Portanto, sabendo da dificuldade de encontrar um conteúdo abrangendo toda teoria de forma didática, a Rampage Baja recomenda a todos, desde iniciantes aos mais avançados, os cursos do NCE (Núcleo de Cálculos Especiais), ministrados por uma das maiores referências na área, o Professor Avelino Alves Filho, que possui aproximadamente 40 anos de experiência com o método. Os cursos são exatamente os mesmos ministrados para grandes empresas multinacionais (Petrobrás, Embraer, VW, Iveco, MWM Motores, Nokia, Samsung, Thyssen, Marinha do Brasil, Cofap, Elevadores Atlas-Schindler, Ford, Fiat, CNH, etc) e passa por toda a teoria, sem atalhos. Com toda sua experiência, o professor consegue passar o conteúdo de forma que qualquer pessoa seja capaz de entender, revisando todos os conceitos necessários e sempre explicando o significado físico de cada equação matemática, passando maior confiança para futuras análises. O curso é uma excelente alternativa a quem cansou de viver perigosamente.


Para mais informações sobre o curso: NCE


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