VisualFEA

VisualFEA é um programa de análise pelo Método dos Elementos Finitos executado nas plataformas MS Windows e Mac OS X. O programa é desenvolvido e distribuído pela Intuition Software, Inc. na Coreia do Sul, sendo usado principalmente para análise estrutural e geotécnica. A característica mais marcante do programa é sua interface amigável baseada sobre pré e pós-processamento gráfico. O VisualFEA tem funções educacionais para ensino e aprendizagem de mecânica estrutural e análise por elementos finitos mediante simulação gráfica.

Visão geral

O VisualFEA é um programa completo de análise de elementos finitos com muitos elaborados recursos fáceis de usar, que podem ser classificados em grande parte em quatro partes: processamento de elementos finitos, pré-processamento, pós-processamento e simulação educacional. Todas as funções são integradas em um único módulo executável, que é uma característica do programa distinta de outros programas de análise de elementos finitos, geralmente compostos de múltiplos módulos. Todo o procedimento, do pré-processamento à análise e ao pós-processamento, pode ser concluído sem o lançamento de um programa após o outro, ou sem conexão de dados de um programa para outro.

Processamento

O VisualFEA pode resolver os seguintes tipos de problemas:

Análise mecânica

Treliça, pórtico, estado plano de tensões, estado plano de deformações, problemas axissimétricos, flexão de placas, casca e sólido 3D

Análise linear, análise não-linear (material ou geométrica)

Análise estática e dinâmica

Análise geotécnica (consolidação, análise de estabilidade de taludes)

Análise de condução de calor

Volume plano, axissimétrico e 3D

Análise estável ou transiente

Modelo material linear ou não-linear

Análise de dano de fogo

Análise de infiltração

Volume plano, axissimétrico e 3D

Análise estável ou transiente

Condição de contorno confinada ou não confinada

Análise acoplada

Análise mecânica acoplada à condução de calor

Análise mecânica acoplada de escoamento

Pré-processamento

Um modelo de elemento finito no VisualFEA consiste em vários objetos: curva, superfície primitiva, nó, elemento e malha. O VisualFEA tem seus próprios recursos semelhantes a CAD para criar objetos gráficos sem a ajuda de programas externos. O VisualFEA pode criar malhas estruturadas ou não estruturadas em espaço bidimensional ou tridimensional usando os seguintes esquemas de geração de malha:

Esquema de mapeamento (lofting, mapeamento triplo, mapeamento transfinito, mapeamento isoparamétrico)
Esquema de varrerdura (extrusão, translação, rotação, torção)
Esquema de malha automática (triangulação, tetraedronização)
Tratamento de malha (escultura de malha, operação de malha, interseção, distorção)

O programa tem a função de salvar os dados da malha gerados em formato de texto para uso por outros programas aplicativos. Outros recursos de pré-processamento incluem os seguintes ítens:

Definição e atribuição de condições de contorno, propriedades de materiais e juntas de elementos, etc.
Otimização de numeração do número dos nós ou dos elementos
Manipulação da orientação do elemento, eixos de coordenadas locais

Pós-processamento

O VisualFEA tem várias funções de visualização dos dados numéricos gerados na solução dos modelos de análise. A representação gráfica mais utilizada dos dados são as imagens de contorno e vetoriais. Existem muitas outras formas de representação gráfica disponíveis no VisualFEA:^[1]

Superfície iso
Plano fatiado, plano paralelo, plano cruzado
Gráfico (gráfico de momento fletor, gráfico de força cortante, etc.)
Plotagem de curvas
Pesquisa de dados
Animação

Simulação educacional

O VisualFEA pode ser usado como uma ferramenta para a educação assistida por computador de mecânica estrutural e método dos elementos finitos. As ferramentas são operadas com os dados de modelagem criados pelo usuário e os resultados de análises resultantes com base na tecnologia de elementos finitos. As ferramentas são planejados para promover o entendimento e estimular o interesse pelos assuntos, fundamentando os princípios conceituais e exibindo visualmente os complexos processos computacionais com o auxílio de computação gráfica interativa. Os tópicos cobertos pelas funções educacionais incluem:

Relações matemáticas de forças internas em pórticos rígidos.^[2]
Propriedades geométricas de uma seção de membro arbitrariamente definida
Tensões nas seções transversais
Carga móvel
Círculo de Mohr e sua aplicação no escoamento elasto-plástico.^[3]
Trajetória de tensão e superfície de escoamento
Flambagem
Processo de montagem e solução na análise de elementos finitos.^[4]
Função de forma e interpolação
Análise de autovalores.^[5]
Conceito de análise adaptativa

VisualFEA/CBT

VisualFEA/CBT (Computer Based Technology) é uma versão educativa do programa^[6] publicada pela John Wiley and Son's Inc. como um programa de acompanhamento para o livro-texto^[7] sobre o método dos elementos finitos. O programa tem a limitação de 3 mil nós que podem ser manipulados.

Referências

↑ J.Y.Lee e S-Y.Ahn, Interactive visualization of elasto-plastic behavior through stress paths and yield surfaces in finite element analysis, Finite Elements in Analysis and Design, 47 (2011), pp 496-510
↑ J.Y.Lee e S-Y.Ahn, Finite element implementation for computer-aided education of structural mechanics: Frame analysis, Computer Applications in Engineering Education, 22 (2014), pp 387-409
↑ J.Y.Lee, H.R.Ryu e Y.T.Park, Finite element implementation for computer-aided education of structural mechanics: Mohr's circle and its application, Computer Applications in Engineering Education, 22 (2014), pp 494-508
↑ J.Y.Lee, Interactive simulation of finite element equation processing for educational purposes, Computer Applications in Engineering Education, 23 (2015) pp 157-169, DOI 10.1002/cae.21586
↑ J.Y.Lee, H.R.Ryu, Interactive simulation of eigenmodes for instruction of finite element behavior, Computer Applications in Engineering Education, 23 (2015) pp 872-886, DOI 10.1002/cae.21659
↑ R.D. Cook and Intuition Software, VisualFEA and General User Manual, John Wiley and Son's Inc, 2001
↑ R.D. Cook, D.S. Malkus, M.E. Plesha, R.J. Witt, Concepts and Applications of Finite Element Analysis, 4th ed., John Wiley and Son's Inc, 2001

Ligações externas

[1] J.Y.Lee e S-Y.Ahn, Interactive visualization of elasto-plastic behavior through stress paths and yield surfaces in finite element analysis, Finite Elements in Analysis and Design, 47 (2011), pp 496-510

[2] J.Y.Lee e S-Y.Ahn, Finite element implementation for computer-aided education of structural mechanics: Frame analysis, Computer Applications in Engineering Education, 22 (2014), pp 387-409

[3] J.Y.Lee, H.R.Ryu e Y.T.Park, Finite element implementation for computer-aided education of structural mechanics: Mohr's circle and its application, Computer Applications in Engineering Education, 22 (2014), pp 494-508

[4] J.Y.Lee, Interactive simulation of finite element equation processing for educational purposes, Computer Applications in Engineering Education, 23 (2015) pp 157-169, DOI 10.1002/cae.21586

[5] J.Y.Lee, H.R.Ryu, Interactive simulation of eigenmodes for instruction of finite element behavior, Computer Applications in Engineering Education, 23 (2015) pp 872-886, DOI 10.1002/cae.21659

[6] R.D. Cook and Intuition Software, VisualFEA and General User Manual, John Wiley and Son's Inc, 2001

[7] R.D. Cook, D.S. Malkus, M.E. Plesha, R.J. Witt, Concepts and Applications of Finite Element Analysis, 4th ed., John Wiley and Son's Inc, 2001

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