O curso alia um forte conhecimento de base da teoria de elementos finitos, com a prática no uso de uma ferramenta computacional sofisticada, o programa Z88 Aurora. Este programa possui a grande vantagem de ser ainda software livre, disponibilizado pela universidade alemã de Bayreuth.
O curso inicia com uma síntese dos principais acontecimentos na evolução histórica do método de elementos finitos.
Em seguida, são estudados os conceitos que fornecem a base para o uso do método de elementos finitos. Estes conceitos envolvem os tipos de análise, dentre eles, a Análise Linear Estática, os tipos de elementos finitos, bem como as etapas de uma análise por elementos finitos.
São discutidas em detalhe as fases de pré-processamento, solução e pós-processamento.
Os princípios da mecânica dos sólidos que fornecem base ao método de elementos finitos são estudados. Especial atenção é dada às relações entre tensão e deformação. Os momentos de inércia de área, necessários no uso de alguns elementos finitos, são discutidos.
As propriedades dos materiais usadas na análise linear estática são discutidas, bem como os ensaios necessários às suas medições. Essa discussão é seguida da análise dos critérios de falha, em especial, no caso dos materiais dúcteis. Especificamente, a tensão de Von Mises é tratada.
As capacidades e também as limitações do método de elementos finitos são analisadas. É dada especial ênfase à densidade da malha e à exatidão da modelagem da geometria, das condições de contorno e dos carregamentos.
O processo de instalação e de configuração do programa de computador Aurora Z88 é estudado. O estudante é neste momento levado a conhecer o site do programa e as diferentes versões do mesmo, para várias plataformas.
Então, passada esta parte associada com teoria, o curso inicia uma intensa fase de aplicação dos conceitos e de uso do programa Z88 Aurora.
São trabalhados então exemplos práticos dos seguintes elementos:
- Elementos de tensão plana;
- Elementos de treliça;
- Elementos de casca;
- Elementos de volume.
Após cada aplicação, exercícios que expandem os conhecimentos adquiridos são propostos.
A comparação entre solução analítica e numérica é feita com o cálculo de tensões e de deslocamentos em uma viga engastada sujeita à carregamento transversal.
O fenômeno de concentração de tensões é analisado detalhadamente em um exemplo.
Assim sendo, uma visão ampla do método é feita, de tal maneira que o estudante pode aplicar os conhecimentos de forma imediata na indústria. Isso é especialmente válido devido à natureza de software livre do programa Z88 Aurora.
