Os resultados podem ser tão precisos quanto o seu modelo. Use estimativas iniciais aproximadas de cálculos manuais, experimentos ou experiências para verificar se os resultados são razoáveis ou não.
Se os resultados não forem conforme esperado, seu modelo pode ter erros graves que precisam ser identificados.
4.8.1 Malha muito grosseira
Uma solução de elemento finito torna-se mais precisa à medida que a malha é refinada. Uma maneira eficiente de refinar uma malha é concentrar o refinamento da malha nas áreas onde a precisão pode ser melhorada, deixando inalteradas as áreas que já estão precisas.
Você terá que executar pelo menos um modelo para identificar as áreas onde os valores estão mudando muito e as áreas onde os valores permanecem mais ou menos os mesmos. A segunda solução será seu modelo refinado.
Refine as áreas que apresentam grandes mudanças de valor. Não refine áreas onde os valores são mais ou menos iguais; isso só vai aumentar o tamanho do modelo.
4.8.2 Escolha incorreta de elementos
Problemas de flexão com geometrias semelhantes a placas, como paredes, onde a espessura é menor em comparação com suas outras dimensões, devem ser modelados com elementos de casca ou elementos sólidos quadráticos como o hexaedro de 20 nós ou o tetraedro de 10 nós. Elementos de casca, viga e membrana não devem ser usados onde suas suposições simplificadas não se aplicam. Por exemplo, vigas que são muito espessas, membranas que são muito espessas para tensões planas e muito finas para deformação plana ou cascas que são inicialmente torcidas para fora de seu plano. Em cada um desses casos, elementos sólidos devem ser usados.
4.8.3 Elementos lineares
Os elementos lineares (elementos sem nós intermediários) são muito rígidos na flexão, portanto, normalmente precisam ser refinados mais do que os elementos quadráticos (elementos com nós intermediários) para que os resultados convirjam.
4.8.4 Elementos severamente distorcidos
As formas dos elementos compactas e regulares fornecem a maior precisão. O triângulo ideal é equilátero, o quadrilátero ideal é quadrado, o hexaedro ideal é um cubo, etc. As distorções tendem a reduzir a precisão tornando o elemento mais rígido do que seria de outra forma, geralmente degradando as tensões mais do que os deslocamentos. No entanto, as distorções leves a moderadas não têm um efeito apreciável na precisão. A realidade é que as distorções de forma ocorrerão na modelagem de elementos finitos porque é quase impossível representar a geometria estrutural com elementos de forma perfeita. Qualquer deterioração na precisão ocorrerá apenas nas proximidades dos elementos mal formados e não se propagará pelo modelo (princípio de St. Venant).
Evite razões de aspecto grandes. Uma proporção entre comprimento e largura geralmente não superior a 3.
Altamente enviesado. Um ângulo inclinado geralmente não superior a 30 graus.
Um quadrilátero não deve se parecer quase com um triângulo.
Evite lados fortemente curvos em elementos quadráticos.
Nós intermediários fora do centro.
Se um elemento estiver muito distorcido para ser solucionado, geralmente será mostrado com um X vermelho. Isso acontece se ele estiver invertido, auto-interseccionado, ou em colapso.
Se esses elementos ruins aparecerem depois de usar o gerador de malha automático, eles geralmente são elementos quadráticos com arestas que são curvas muito acentuadas. Duas soluções são:
• Se você estiver gerando malha em um arquivo STEP, aumente o Min. number of elements per curve em Geometry → file name → Meshing Parameters. Em seguida, gere a malha novamente. Um valor de 1,5 ou 2 pode ser suficiente, mas também pode aumentar o número total de elementos.
• Use elementos lineares (ou seja, tet4), em seguida, converta-os em elementos quadráticos (ou seja, tet10), se necessário, usando Mesh tools → Change element shape. Isso endireitará todas as bordas.
4.8.5 Descontinuidades de malha
Os tamanhos dos elementos não devem mudar abruptamente de fino para grosseiro. Em vez disso, eles devem fazer a transição gradualmente.
Os nós não podem ser conectados às arestas do elemento. Tais arranjos resultarão em lacunas e penetrações que não ocorrem na realidade.
Os elementos lineares (sem nó do meio) não devem ser conectados aos nós do meio dos elementos quadráticos, porque a borda do elemento quadrático se deforma quadraticamente, enquanto as bordas do elemento linear se deformam linearmente.
Os nós de canto de elementos quadráticos não devem ser conectados a nós intermediários. Embora ambas as bordas se deformem quadraticamente, elas não estão se desviando em sincronia uma com a outra.
Evite usar elementos lineares com elementos quadráticos, pois o nó do meio abrirá uma lacuna ou penetrará no elemento linear.
Nenhum desses é um erro fatal. Cada um irá simplesmente causar descontinuidades nos resultados que não devem ser confundidos como estando presentes na peça real. Esses efeitos serão localizados e não se propagarão pela malha. Você também pode usar o contato colado para conectar malhas incompatíveis sem causar os problemas descritos acima.
4.8.6 Restrições incorretas
Suportes fixos resultarão em menos deformação que suportes simples os quais permitem que o material se mova dentro do plano de suporte.
4.8.7 Deslocamento de corpo rígido
Nas análises estáticas, para que uma estrutura seja tensionada, todo o movimento do corpo rígido deve ser eliminado. Para problemas 2D, existem dois graus de liberdade de translação (ao longo dos eixos X e Y) e um de rotação (em torno do eixo Z). Para problemas 3D, existem três graus de liberdade (ao longo dos eixos X, Y e Z) e três rotacionais (sobre os eixos X, Y e Z) de movimento de corpo rígido.
O movimento do corpo rígido pode ser eliminado aplicando restrições como Suporte fixo, (fixed support) deslocamento (displacement ) e rotação em nó (node rotation).
Análises de vibração modal e resposta dinâmica não precisam ter todos os movimentos do corpo rígido eliminados. No entanto, os primeiros modos seriam modos de corpo rígido. Por exemplo, se você não aplicar nenhuma restrição em um problema de vibração modal 3D, então os primeiros 6 modos seriam para os 6 movimentos de corpo rígido. O 7º modo em diante seriam os modos de deformação da estrutura.