유한 요소 방법은 무엇입니까?

유한 요소 방법은 복잡한 수학적 문제에 대한 대략적인 솔루션을 계산하는 도구입니다.일반적으로 수학 방정식이 정상적인 방식으로 해결하기에는 너무 복잡 할 때 사용되며 어느 정도의 오류가 허용됩니다.엔지니어는 일반적으로 유한 요소 방법을 사용하여 실제 애플리케이션을위한 제품 설계에 관심이 있고 완벽한 솔루션이 필요하지 않기 때문입니다.유한 요소 방법은 정확도에 대한 다양한 요구 사항에 적응할 수 있으며 설계 프로세스에서 물리적 프로토 타입의 필요성을 줄일 수 있습니다.유한 요소 방법의 하나의 적용은 재료의 복잡한 물리적 변형 모델링입니다.자동차가 프론트 엔드 충돌로 경험하는 손상은 복잡한 변형의 한 예입니다.한 영역의 변형은 다른 영역의 변형 및 mdash에 따라 달라집니다. 충돌은 최종 결과가 무엇인지 확인하기 위해 여러 단계에 걸쳐 모델링되어야합니다.이 많은 단계는 그러한 문제를 손으로 모델링하는 것이 비현실적입니다.그러나 유한 요소 방법을 사용하는 컴퓨터는이 문제를 높은 정확도로 해결할 수 있습니다.또한, 다른 많은 물리적 현상과 마찬가지로 실제 재료의 변형은 복잡한 효과입니다.정확한 수학적 방정식을 사용하여 이러한 효과를 모델링하는 한 가지 문제는 현재 지식으로 해결하기에는 너무 복잡하다는 것입니다.따라서 수학의 수치 적 방법은 여러 단계에서 더 간단한 방정식을 사용하여보다 복잡한 방정식을 근사하는 데 사용됩니다.유한 요소 방법에서, 많은 작고 간단한 요소를 사용하여 공간에 대한 변화를 모델링하기 위해 메쉬가 생성됩니다.이 단순화로 인한 오차 정도는 메쉬의 총 요소의 수에 따라 다릅니다.유한 한 요소 방법이 의미있는 결과를 생성하려면 문제와 함께 일련의 경계 조건을 설정해야합니다.이는 본질적으로 모델이 응답해야 할 조건을 정의합니다.자동차의 예에서, 경계 조건은 외부 물체에 의해 자동차에 가해진 힘이 될 것이다.경계 조건은 포인트 력, 분산 힘, 온도 변화 또는 적용 열 에너지와 같은 열 효과 또는 위치 제약 일 수 있습니다.경계 조건이 없으면 모델이 거의 응답 할 수 없기 때문에 문제를 설정하는 것은 불가능합니다.

유한 요소 방법의 장점 중 하나는 문제의 상세한 시각화를 쉽게 생성 할 수 있다는 것입니다.모델이 완전히 해결되면이 정보는 그림으로 전송 될 수 있습니다.예를 들어, 다른 메쉬 요소의 특정 응력은 다른 색상으로 할당 할 수 있습니다.시각화를 통해 엔지니어는 설계에서 약점을 직관적으로 식별 할 수 있으며이 정보를 사용하여 새로운 디자인을 만들 수 있습니다.시각화 소프트웨어는 많은 유한 요소 컴퓨터 프로그램의 필수 부분입니다.