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**Finite Elements - Linear Static Analysis** This Coursera course offers a comprehensive understanding of the Finite Element Method (FEM), combining theoretical foundations with practical application using the free software Z88 Aurora. **Course Content:** * **Historical Overview:** An introduction to the evolution of the Finite Element Method. * **Fundamental Concepts:** * Types of analysis, with a focus on Linear Static Analysis. * Different types of finite elements. * Stages of a finite element analysis: pre-processing, solution, and post-processing. * **Solid Mechanics Principles:** * Stress-strain relationships. * Area moment of inertia. * Material properties and necessary testing. * Failure criteria, particularly for ductile materials (e.g., Von Mises stress). * **FEM Capabilities and Limitations:** * Emphasis on mesh density. * Accuracy in modeling geometry, boundary conditions, and loads. * **Z88 Aurora Software:** * Installation and configuration. * Familiarization with the software's website and versions. * **Practical Applications and Examples:** * Analysis of plane stress elements. * Truss elements analysis. * Shell elements analysis. * Solid (volume) elements analysis. * **Problem-Solving:** * Exercises to reinforce learned concepts after each application. * Comparison of analytical and numerical solutions for a cantilever beam with transverse loading. * Detailed analysis of stress concentration phenomena. **Outcome:** Upon completion, students will possess a broad understanding of FEM, enabling them to confidently apply these skills in industrial settings, especially due to the accessibility of the Z88 Aurora software.
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.
