Os modos de energia nula, também designados de modos de valor próprio nulo, ocorrem quando o sistema discretizado é subdeterminado ou não pode ser resolvido de forma única. Isto significa que existem mais graus de liberdade (incódigos) do que equações disponíveis. Matematicamente, os modos de energia nula são soluções especiais do sistema de equações associado a um valor próprio de zero. Assim, este modo pode ser ativado sem fornecimento de energia e, potencialmente, ocorre uma deformação sem deformação.
Como os modos de energia nula podem levar à instabilidade do modelo e a soluções não físicas, são recomendados vários métodos no RFEM para evitar este problema.
- Elementos de ordem superior: Os modos de energia nula têm maior probabilidade de ocorrer em elementos finitos de ordem inferior (por exemplo, elementos lineares). Considere a utilização de elementos de ordem superior (por exemplo, elementos quadráticos ou cúbicos) para a sua análise. Os elementos de ordem superior providenciam melhor precisão e são menos propensos a modos de energia nulo.
- Refinamento da malha: certifique-se de que a malha é suficientemente refinada, especialmente em áreas com gradientes de tensão elevados ou geometria complexa. Uma malha fina pode ajudar a captar a deformação com mais precisão e reduzir a probabilidade de modos de energia nulos.
- Propriedades do material: certifique-se de que atribuiu propriedades de material adequadas ao seu modelo. As propriedades incorretas do material podem levar a um comportamento irrealista e, eventualmente, causar modos de energia nulos. Verifique novamente os parâmetros e as propriedades do material.
- Condições de fronteira: verifique se as condições de fronteira são aplicadas corretamente. Condições de fronteira inadequadas podem causar modos de energia nulos. Assegure-se que todos os graus de liberdade estão corretamente restringidos ou carregados.
- Configuração do solucionador: permite verificar as configurações do solucionador no RFEM. Alguns solucionadores têm opções para estabilizar a análise e evitar modos de energia nulos. Ajuste a configuração do solucionador para utilizar as técnicas de estabilização, caso disponíveis.
- Amortecimento: Se necessário, introduza amortecimento na sua análise. O amortecimento pode ajudar a estabilizar a análise e a evitar modos de energia nulos. Contudo, utilize o amortecimento de forma criteriosa para evitar a introdução de um amortecimento artificial que afete a precisão dos resultados.
- Verificar geometria: certifique-se de que a geometria do seu modelo está correta e sem erros. Pequenos intervalos ou sobreposições na geometria podem causar problemas numéricos, incluindo modos com energia nula.
- Análise de sensibilidade: realize análises de sensibilidade para identificar parâmetros críticos ou áreas que podem estar mais suscetíveis a modos de energia nula. Posteriormente, podem ser implementadas ações específicas para essas áreas.