Метод конечных элементов (МКЭ) — численный метод расчета, широко используемый в области машиностроения, архитектуры и строительства. Это метод, особенно полезный для анализа сложных конструкций и решения задач, которые ранее считались неразрешимыми из-за их высокой потребности в вычислительных расчетах. Одним из таких вопросов, например, является сопротивление материалов.
Техника МКЭ применяется путем разделения трудно анализируемого объекта, в нашем случае здания или конструкции, на мелкие части или «конечные элементы». На основе установленных граничных условий определяются геометрия и свойства материалов, чтобы затем создать сетку. Чем тоньше сетка, тем лучше результаты, но также увеличивается время, необходимое для вычислительного анализа.
Метод направлен на решение дифференциальных уравнений с N уравнениями и N неизвестными в контексте архитектуры и строительства и обеспечивает точное решение (как для деформаций, так и для напряжений) в узлах, генерируемых между сетками. К точкам, находящимся вне узлов, применяется интерполяция для получения приближенного решения.
Благодаря расчету и анализу с использованием МКЭ снижается необходимость проведения испытаний с прототипами, сокращается время разработки проекта и достигается более подробный и точный анализ конструкций. Это ценный инструмент в инженерии, архитектуре и строительстве для эффективного решения сложных задач.
Альберто Лопес, старший инженер-конструктор Отдела архитектуры Amusement Logic
