En lo que hace referencia al cálculo estructural, el método de elementos finitos (M.E.F.) puede ser entendido como una generalización de estructuras al análisis de sistemas continuos. El principio del método consiste en la reducción del problema con infinitos grados de libertad, en un problema finito en el que intervenga un número finito de variables asociadas a ciertos puntos característicos (modos). Las incógnitas del problema dejan de ser funciones matemáticas del problema cuando, para pasar a ser los valores de dichas funciones en un número infinito de puntos. En realidad no se trata de nada nuevo. El cálculo de estructuras se efectúa también restringiendo el análisis de corrimientos de los nudos de unión. La diferencia estriba en que el análisis del continuo, la segmentación en elementos y la correcta posición de los nodos es, hasta cierto punto, arbitraria. Así, en el M.E.F. se supone que el comportamiento mecánico de cada parte o elemento, en los que se subdivide queda definido por un número finito de parámetros (grados de libertad) asociados a los puntos que en dicho momento se une al resto de los elementos de su entorno (modos). Para definir el comportamiento en el interior de cada elemento se supone que dentro del mismo, todo queda perfectamente definido a partir de lo que sucede en los nodos a través de una adecuada función de interpolación. Como puede apreciarse, en el método de los elementos finitos son esenciales los conceptos de "discretizacion" o acción de transformar la realidad de la naturaleza continua en un modelo discreto aproximado y de "interpolación", o acción de aproximar los valores de una función a partir de su conocimiento en un número discreto de puntos. Por lo tanto el M.E.F. es un método aproximado desde múltiples perspectivas.

a) Discretización.

b) Interpolación.

c) Utilización de métodos numéricos.

Esta presentación aproximada de la realidad en forma de un modelo numérico permite la resolución del problema. Los diversos coeficientes del modelo son automáticamente calculados por el ordenador a partir de la geometría y propiedades físicas de cada elemento. Sin embargo queda en manos del usuario decir hasta que punto la discretización utilizada en el modelo representa adecuadamente el modelo de la estructura. La discretización correcta depende de diversos factores como son el tipo de información que se desea extraer del modelo o tipo de solicitación aplicada. Actualmente el método de los elementos finitos ha sido generalizado hasta constituir un potente método de calculo numérico, capas de resolver cualquier problema de la física formulable como un sistema de ecuaciones, abarcando los problemas de la mecánica de fluidos, de la transferencia de calor, del magnetismo, etc.

¿PARA QUÉ SIRVEN LOS ELEMENTOS FINITOS (M.E.F)?

Como pueden imaginarse después de lo expuesto, un programa de elementos finitos es una pieza compleja de software en la que confluyen numerosas operaciones, Por este motivo suelen estar divididos en subsecciones, cada una de las cuales efectúan una operación determinada. Sin embargo, el tema no se limita al puro cálculo. La preparación de los datos y el análisis e los resultados numéricos que aparecen como producto del calculo, son tareas arduas que actualmente se tienden a integra a su propio software. Así pues, un paquete de calculo de elementos finitos consta de un procesador, en el cual se incluyen todas la ayudas a la preparación de los datos y que generan los archivos de resultados, y un postprocesados que facilita el análisis e interpretación de los resultados, generalmente en forma de grafica mediante trazado de curvas, gráficos tridimensionales, tablas, etc.

Pueden realizarse, entre otros, los siguientes tipos de análisis: