Sonlu Elemanlar Metodu

Sonlu elemanlar metodu (FEM), karmaşık geometriye ve yük durumuna sahip bir yapının doğrudan analitik olarak çözülmesi mümkün olmadığında, yapıyı çok sayıda küçük ve basit geometrili parçaya (sonlu eleman) bölerek, her bir elemanın davranışını basit matematiksel fonksiyonlarla yaklaşık olarak temsil eden ve bu elemanları düğüm noktalarında birleştirerek bütünün tepkisini hesaplayan bir sayısal analiz yöntemidir. Bu yaklaşım, kapalı-form matematiksel çözümü olmayan hemen her geometri ve yük koşulu için yaklaşık ama pratik bir çözüm sunar.

Modern yapısal analiz yazılımlarının neredeyse tamamı bu yöntemi temel alır; bir çubuk elemanÇubuk ElemanBoyu, kesit boyutlarına kıyasla çok daha büyük olan, yapı statiğinde tek boyutlu (eksenel) davranışla idealize edilen temel taşıyıcı eleman modeli. modeli (kirişKirişAğırlıklı olarak eğilme momenti ve kesme kuvveti taşıyan, döşeme yüklerini kolon veya perdelere aktaran yatay taşıyıcı eleman., kolonKolonAğırlıklı olarak eksenel basınç kuvveti taşıyan, düşey ve yatay yükleri kirişten temele aktaran düşey taşıyıcı eleman.) ile bir kabuk/katı eleman modeli (perde duvarPerde DuvarYatay yükleri (deprem, rüzgâr) rijitliği ve dayanımıyla karşılayan, düzlem içi davranışı baskın olan betonarme duvar elemanı., döşemeDöşemeDüşey yükleri taşıyan, kullanım alanını oluşturan ve yatay yükleri diyafram olarak düşey elemanlara aktaran yatay taşıyıcı eleman., karmaşık geometrili elemanlar) arasındaki fark, esasen kullanılan sonlu eleman tipinin farklılığından kaynaklanır. Sonlu elemanlar metodunun doğruluğu, eleman sayısının (mesh sıklığı) yeterliliğine, malzeme modelinin gerçekçiliğine ve sınır koşullarının (mesnet koşuluMesnet KoşuluBir yapısal elemanın mesnedinde varsayılan hareket serbestliğini (ankastre, mafsallı, kayıcı) tanımlayan analiz idealizasyonu.) doğru tanımlanmasına bağlıdır; bu nedenle bir analiz modelinin kalitesi büyük ölçüde bu sayısal ayarların doğru yapılmasına dayanır.