La tcnica de anlisis por elementos finitos (FEA) consiste en dividir la geometra en la que se quiere resolver una ecuacin diferencial de un campo escalar o vectorial en un dominio, en pequeos elementos, teniendo en cuenta unas ecuaciones de campo en cada elemento, los elementos del entorno de vecindad y las fuentes generadoras de campo en cada elemento.Habitualmente, esta tcnica es muy utilizada en el mbito de la ingeniera debido a que muchos problemas fsicos de inters se formulan mediante la resolucin de una ecuacin diferencial en derivadas parciales, a partir de cuya solucin es posible modelar dicho problema (transmisin del calor, electromagnetismo, clculo de estructuras, etc). Esta tcnica se encuentra automatizada en las herramientas software comerciales, llamadas herramientas de anlisis por elementos finitos para problemas fsicos tanto de propsito general, como aplicadas a problemas fsicos particulares.La tcnica de anlisis por elementos finitos (FEA) consiste en el empleo de los mtodos numricos en la resolucin de un problema fsico determinado. Este mtodo numrico se basa en dividir la geometra en la que se quiere resolver un problema fsico, en pequeos elementos en los cuales se resuelven las ecuaciones diferenciales correspondientes a un campo (la temperatura en transmisin del calor, el campo magntico en electromagnetismo, el campo de velocidades en mecnica de fluidos, etc), en forma discreta, teniendo en cuenta las propiedades fsicas de los materiales empleados, los elementos del entorno de vecindad, las condiciones de contorno y las fuentes generadoras de campo. La resolucin de estas ecuaciones de forma discreta se realiza de forma iterativa hasta que se alcanza convergencia en la solucin. Las herramientas software que permiten realizar este proceso de forma eficiente y cmoda se denominan herramientas de anlisis por elementos finitos.La base del mtodo de los elementos finitos es la representacin de un cuerpo por un ensamble de subdivisiones llamadas elementos. Estos elementos se interconectan a travs de puntos llamados nodos.Una manera de discretizar un cuerpo o estructura es dividirla en un sistema equivalente de cuerpos pequeos, tal que su ensamble representa el cuerpo original. La solucin que se obtiene para cada unidad se combina para obtener la solucin total. Por ende, La solucin del problema consiste en encontrar los desplazamientos de estos puntos y a partir de ellos, las deformaciones y las tensiones del sistema analizado. Las propiedades de los elementos que unen a los nodos, estn dadas por el material asignado al elemento, que definen la rigidez del mismo,y la geometra de la estructura a modelizar (a partir de las Leyes de la Elstica). Las deformaciones y las fuerzas externas se relacionan entre si mediante la rigidez y las relaciones constitutivas del elemento. Trabajando en rgimen elstico, las ecuaciones que definen el sistema pueden expresarse de forma matricial como se muestra a continuacin:[K] .{}={F}Donde : [K]: es la matriz rigidez del sistema{}: es el vector desplazamientos{F}: es el vector de esfuerzos

Los tipos de elementos utilizados generalmente en la resolucin a travs de FEA son:

Elementos Lineales (1-D)

Estos pueden ser:ResorteBarrasVigasCaos

Elementos Planos (2-D)

Estos pueden ser:membranasplacas

Elementos Slidos (3-D)

Es importante destacar que se puede utilizar combinaciones de estos elementosactuando en conjunto.

El proceso de anlisis por elementos finitos se puede describir como:ModeladoGeomtrico

ModeladodeElementos Finitos

Definicin delAmbiente

Anlisis

Corroboracin de Resultados

Modelado Geomtrico: Creacin del modelo matemtico del objeto o del conjunto. Reproduccin del slido en forma precisa y de la geometra de la superficie.Modelado de Elementos Finitos: Subdividir la geometra del modelo en elementos discretos. Asignar las propiedades del material y del elemento.Definicin del Ambiente: Aplicar las cargas y las condiciones de borde para simular el ambiente de la operacin.Anlisis: Computar los resultados (tensiones, deformaciones, etc.) a partir de anlisis estticos, dinmicos o de transferencia de calor.Corroboracin de Resultados: Comparar los resultados con los criterios de diseo.Redisear la estructura y repetir el proceso si fuese necesario.