Finite Element Analysis - Finite Element Method

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Il metodo degli elementi finiti (FEM) è stato introdotto negli anni Sessanta nel settore aerospaziale ed è stato applicato in odontoiatria nei primi anni settanta. Si tratta di un metodo, in cui computerizzato iterazione tecnica numerica viene utilizzato. Utilizzando questa tecnica, sollecitazioni e gli spostamenti possono essere determinato utilizzando un modello predeterminato. FEM tecnica può essere usata per analizzare deviato o anche su larga scala sotto spostamento o il carico applicato. È in grado di analizzare deformazione plastica di oggetti, che sono permanentemente deformarsi a causa di forza applicata; o deformazione elastica. Come inconcepibilmente numero elevato di calcoli necessari per analizzare una grande struttura, si richiede un computer. Metodo degli elementi finiti è facilmente disponibile per molte discipline e società, a causa del costo e bassa potenza dei computer moderni.

Concetto base del FEM

Finite elemento metodo o FEM risolve un problema complesso ridefinendo come la somma della soluzione da una serie di problemi correlati semplici. Nel metodo degli elementi finiti, una struttura complessa è semplificato mediante la sua scomposizione in elementi di piccole dimensioni. Questi elementi sono blocchi che formano la struttura. Ciascuna della forma geometrica formata da questi elementi ha una funzione specifica ceppo. Essi possono creare forme di triangolo, tetraedro, ecc quadrato a seconda che la funzione di deformazione. Un insieme di equazioni relativamente semplice è utilizzato per descrivere il singolo elemento comportamentale. L'intera struttura è costruita utilizzando queste serie di elementi.

Comportamento di tutta la struttura è descritta tramite una serie di equazioni estremamente grande, che è ottenuta dall'unione di equazioni che descrivono il comportamento dei singoli elementi. Il computer è in grado di risolvere questo grande insieme di equazioni simultanee. Il computer estrae quindi il comportamento dei singoli elementi della soluzione. Dopo questa operazione, il computer diventa sollecitazione e deformazione di tutte le parti della struttura. La forza della struttura è verificata confrontando le sollecitazioni ai valori consentiti per i materiali da utilizzare.

Metodo degli elementi finiti consente al computer di valutare una struttura dettagliata e complessa, durante la progettazione della struttura. Inoltre aiuta ad aumentare la valutazione delle strutture che sono state significativamente sovra-progettati e costruiti molti anni fa.

Generalmente due tipi di analisi sono utilizzati nell'industria, che sono 2-D modellazione e modellazione 3-D. 2-D di modellazione è relativamente semplice e consente l'analisi da eseguire su un computer relativamente normale, ma anche qualche volta tende a produrre risultati meno precisi. Considerando che, modellazione 3-D produce risultati più accurati, ma può efficacemente funzionare solo sui computer più veloci in modo efficace.

Numerosi algoritmi o funzioni possono essere inserite all'interno di ciascuno di questi schemi di modellazione. Tali sistemi di modellazione sono responsabili del comportamento lineare o non lineare del sistema. Sistemi lineari sono meno complesse e efficaci nel determinare la deformazione elastica. Molti dei sistemi non lineari sono in grado di testare un materiale fino alla frattura e fanno conto per deformazione plastica.

Applicazioni di FEM

* FEM viene utilizzata per la descrizione della forma cambia in strutture biologiche (morfometria), in particolare nella zona di crescita e sviluppo.

* FEM e altri metodi correlati morfometrici come la macro-elemento o l'integrale metodo equazione limite (BIE) sono utili per la valutazione dei cambiamenti di forma complessa.

* La conoscenza dei valori fisiologici di sollecitazioni alveolari fornisce una guida di riferimento per la progettazione di impianti dentali ed è anche importante per la comprensione di rimodellamento osseo stress connesso.

* FEM è utile con le strutture che contengono le forme potenzialmente complesse come impianti dentali e inerente materiale omogeneo.

* E 'utile per l'analisi delle sollecitazioni prodotte durante legamento periodontale quando sottoposta a forze ortodontiche.

* E 'anche utile per studiare distribuzione degli sforzi in dente in relazione a diversi modelli.

* E 'utilizzato nel settore della ottimizzazione del progetto di restauri dentali.

* E 'utilizzato per l'indagine della distribuzione stress dente con la preparazione della cavità.

* Il tipo di modello di computer predittivo descritto può essere usato per studiare la biomeccanica del movimento dentale, anche se valutare con precisione l'effetto dei sistemi di apparecchi e materiali nuovi, senza la necessità di andare per gli animali o altri modelli meno rappresentativi.

* Tecnica FEM è ampiamente usato in ingegneria strutturale.

* E 'anche usato per prevedere e stimare i danni in campi elettrici.

* Inoltre, viene utilizzato per l'ottimizzazione del processo di tranciatura lamiera

Metodi FEM sono ampiamente applicate in settori commerciali a causa della sua incredibile precisione per ottenere risultati. Le sue applicazioni sono aumentate a causa della diminuzione dei costi ed aumento di potenza del computer.