1. В зависимости от размерности задачи и от расположения узловых точек исследуемую область разбивают на конечные эле­менты. В качестве элементов могут выбираться стержни для одно­мерной задачи; балки, треугольники, четырехугольники — для двухмерной; балки, тетраэдры, призмы и т. п.— для трехмерной задачи. Выбор вида конечного элемента определяется простотой задания его функции формы, гладкостью этой функции и/или ее производных на границах при переходе от элемента к элементу. Цилиндрические детали в ряде случаев можно рассчитывать в осесимметричной (двухмерной) постановке. Степень дискретизации «густоты» сетки из элементов определяется необходимой точно­стью описания геометрии детали, задания действующей нагрузки, а также потребностью описания изменения анализируемого параме­тра в определенной области, в которой, например, большие тем­пературные градиенты или напряжения. Обычно исследователь обозначает контуры разбиваемых областей детали, задает степень их дискретизации и тип используемых конечных элементов, а пре­процессор конечно-элементного комплекса выполняет разбивку этих областей автоматически по специальному алгоритму.

Естественно при повышении размерности задачи и степени диск­ретизации исследуемой детали растут требования к возможной производительности вычислительной техники, ее быстродействию и объему памяти, алгоритмическим возможностям используемых программных комплексов, что определяет качество и время рас­четов.

3. В узловых точках или на гранях элементов задаются гранич­ные условия в зависимости от решаемой задачи: перемещения, силы, давления (задачи теории упругости), температуры, коэффици­енты теплоотдачи или тепловые потоки (тепловые задачи).

4. Производится расчет анализируемой величины относительно узловых точек и затем с использованием функций формы элементов рассчитываются распределения перемещений, напряжений, темпера­тур, которые обычно визуализируются постпроцессором конечно-элементного комплекса в графической форме в виде изолиний или изоповерхностей в рассматриваемой детали.

На рис. 3.4 представлены конечно-элементная модель, температурное поле и напряжения поршня дизеля.

Использование МКЭ при проектировании, исследовании ДВС нее в большем объеме внедряется в практику двигателестроения. Он применяется для решения тепловых, прочностных задач, исследова­ния колебаний деталей ДВС, задач динамики жидкости и газа, а также акустики двигателей. В последнее время для решения по­следних трех задач начал применяться метод граничных элементов (МГЭ).