Hvad er den færdige elementmetode?
Den endelige elementmetode er et værktøj til beregning af omtrentlige løsninger på komplekse matematiske problemer. Det bruges generelt, når matematiske ligninger er for komplicerede til at kunne løses på normal måde, og en vis grad af fejl er acceptabel. Ingeniører bruger ofte den færdige elementmetode, fordi de beskæftiger sig med at designe produkter til praktiske anvendelser og ikke har brug for perfekte løsninger. Den endelige elementmetode kan tilpasses til forskellige krav til nøjagtighed og kan reducere behovet for fysiske prototyper i designprocessen.
Én anvendelse af fremgangsmåden til finit element er modellering af komplekse fysiske deformationer i materialer. De skader, en bil oplever ved en front-end-kollision, er et eksempel på en kompliceret deformation. Deformationer i et område afhænger af deformationer i andre områder - kollisionen skal modelleres over mange forskellige trin i tide for at se, hvad slutresultatet bliver. Dette store antal trin gør det upraktisk at modellere et sådant problem manuelt. En computer, der bruger metoden til begrænsning af elementer, kunne imidlertid løse dette problem med en høj grad af nøjagtighed.
Desuden er deformationer af materialer i den virkelige verden, som mange andre fysiske fænomener, komplicerede effekter. Et problem med modellering af sådanne effekter ved hjælp af nøjagtige matematiske ligninger er, at de ville være for komplicerede til at blive løst med den aktuelle viden. Numeriske metoder i matematik bruges derfor til at tilnærme mere komplicerede ligninger ved at bruge enklere ligninger over mange forskellige trin. I metoden til finit element oprettes et maskestykke til modellering af ændringer over rummet ved hjælp af mange små, enklere elementer. Graden af fejl, der følger af denne forenkling, afhænger af antallet af samlede elementer i masken.
For at den endelige elementmetode kan give meningsfulde resultater, skal der sættes et sæt grænsevilkår med problemet. Disse definerer i det væsentlige, hvilken slags betingelser modellen har brug for at reagere på. I bileksemplet ville grænseforholdene være de kræfter, der påføres bilen af den eksterne genstand. Grænseværdier kan være punktkræfter, fordelte kræfter, termiske effekter som temperaturændringer eller anvendt varmeenergi eller positionsbestemmelser. Uden grænsevilkår er det umuligt at oprette et problem, fordi modellen ikke ville reagere på.
En fordel ved metoden med finit element er, at det er let at fremstille detaljerede visualiseringer af et problem. Når en model er fuldstændigt løst, kan disse oplysninger overføres til et billede. Specifikke spændinger i forskellige netelementer, for eksempel, kan tildeles forskellige farver. Visualiseringer giver ingeniører mulighed for intuitivt at identificere svage punkter i et design, og de kan bruge disse oplysninger til at oprette et nyt design. Visualiseringssoftware er en væsentlig del af mange computerprogrammer til begrænsede elementer.