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FEA do inglês Finite Element Analysis é a modelagem de um sistema através da discretização em diversos elementos que podem ser conectados ou simplesmente fazer interface entre si. A divisão em pequenos domínios permite a resolução de equações diferenciais respeitando as condições de contorno globais do problema de forma a determinar os valores numéricos ao longo de cada elemento discretizado para o sistema.
A análise através de elementos finitos é robusta e executada de forma rápida com a tecnologia computacional disponível atualmente. Pode ser aplicada para análise estrutural linear e não-linear e em análises térmicas.
As matrizes de solução dos problemas de FEA são mais fáceis de calcular pois não possuem fenômenos não lineares como convecção e turbulência, presente em fluidos. No FEA linear, uma matriz de rigidez é calculada a partir das características geométricas e material, e assim o sistema linear é resolvido para forças e deslocamentos. No FEA não linear, a matriz de rigidez varia a cada iteração e depende dos resultados de força e deslocamento. Para hiper-elasticidade, são resolvidas equações constitutivas do material de acordo com suas características. Nesse caso, é importante ter uma curva experimental para fazer um ajuste adequado das constantes do modelo.
A ATS possui softwares como FEMAP, Nx-Nastran e Adina. Podendo resolver problemas de tensão-deformação no regime permanente ou transitório assim como problemas de vibração e de fadiga.
Uma análise estrutural pode começar com uma análise modal linear e depois terminar com a análise de tensões, fadiga e vibrações. As tensões são comparadas com os permissíveis do material para avaliar a margem de segurança do projeto de engenharia.
Já desenvolvemos análises estruturais para o setor de óleo e gás envolvendo materiais hiper-elásticos avaliação de vedação em o-rings em contato com fluido para a empresa Halliburton.
Para o setor de óleo e gás, a ATS fez um trabalho para a Petersen Products, para o projeto e dimensionamento de um plug de poliuretano com base em simulações FEA hiperelásticas. Foram estudas espessuras de material e várias pressões internas de operação. A Petersen economizou em protótipos e corpos de prova bem como se preservou quanto ao risco operacional de pressões e temperaturas-limite.
Para o setor aeroespacial realizamos análise estrutural da tubulação de bleed do motor considerando as degradações do material devido à temperatura para a Embraer.
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