Концепция метода конечных элементов

Область применения МКЭ обширна и охватывает все физические задачи, которые могут быть описаны дифференциальными уравнениями.

Применительно к задаче оценки влияния на напряженно-деформированное состояние термонапряжений, возникающих в штампах для горячей объемной штамповки, по сравнению с другими использовавшимися методами, МКЭ имеет следующие преимущества: простота задания нерегулярных границ штампа, без упрощения его геометрии; возможность сгущения сетки в местах ожидаемых концентрации и больших градиентов температур; свойства материалов смежных элементов могут быть неодинаковыми, что позволяет применять метод к телам, составленным из разных материалов; возможность рассмотрения смешанных граничных условий; учет влияния температурного фактора на упругие и теплофизические константы материала; возможность однотипного решения различных задач, так как программы для расчета температур, напряжений и деформаций имеют подобную структуру, что упрощает подготовку исходных данных. Точность расчетов МКЭ исследована достаточно широко и является для практики вполне удовлетворительной. Однако точность расчетов как температурного поля, так и напряженно-деформированного состояния штампа в большей мере связана не с построением расчетных зависимостей (определяющих уравнений модели), которые являются стандартными, а с корректностью задания граничных условии.

Поэтому точность в расчете температурного поля полностью определяется заданием граничных и начальных условий, а также характеристиками внутренних систем тепловыделения в штампах, которые могут быть заданы только с определенным приближением из-за сложности физических явлений теплового контакта штампа с поковкой и окружающей средой.