Finiittielementtianalyysiä

Finiittielementtianalyysiä, usein lyhennettynä FEA (Finite Element Analysis) tai FEM (Finite Element Method), on numeerinen menetelmä, jota käytetään monimutkaisten teknisten ja fysikaalisten ongelmien ratkaisemiseen. Menetelmä jakaa jatkuvan kappaleen tai alueen pieniin, yksinkertaisempiin osiin, joita kutsutaan finiittielementeiksi. Nämä elementit voivat olla muodoltaan esimerkiksi kolmioita, neliöitä tai tetraedrejä.

Jokaiselle finiittielementille määritellään yksinkertaisempia matemaattisia yhtälöitä, jotka kuvaavat sen käyttäytymistä. Näiden yksittäisten elementtien yhtälöt yhdistetään suuremmaksi järjestelmäksi, joka kuvaa koko kappaleen käyttäytymistä. Tämän jälkeen suuri ja monimutkainen yhtälöryhmä ratkaistaan tietokoneella, jotta saadaan selville esimerkiksi kappaleen muodonmuutokset, jännitykset tai lämpötilajakaumat.

FEA:ta käytetään laajasti suunnittelussa ja tuotekehityksessä eri aloilla, kuten ilmailu-, auto-, rakennus- ja lääketieteellisessä teollisuudessa. Sen avulla voidaan simuloida ja analysoida rakenteiden lujuutta, materiaalien käyttäytymistä eri olosuhteissa, lämmönsiirtoa, virtausta ja monia muita fysikaalisia ilmiöitä. Menetelmän avulla voidaan optimoida tuotteiden suunnittelua, vähentää prototyyppien tarvetta ja parantaa tuotteiden suorituskykyä ja turvallisuutta. FEA tarjoaa joustavan ja tehokkaan tavan ratkaista monimutkaisia ongelmia, joita on vaikea tai mahdoton analysoida perinteisillä analyysimenetelmillä.