Die Finite Elemente Methode (FEM) ist ein numerisches Verfahren zur Lösung partieller Differentialgleichungen (PDG). Mit diesem Verfahren kann die Interaktion zwischen der zu unter­suchen­den Struktur bei vorgegebenen äußeren Rand­bedingungen untersucht werden und beispielsweise die Verformung eines Bauteils infolge einer Betriebslast geklärt werden. Grund­sätzlich für das Verfahren sind die nachfolgend aufgeführten Arbeitsschritte:

Normalerweise sind Preprozessor, Solver und Postprozessor einzelne Programmbausteine einer FEA- Software. Im Folgenden wird die Vorgehensweise an einer kreisrunden Scheibe gezeigt. Im ersten Schritt wird das mit einer CAD- Anwendung erstellte 3D-Modell der Scheibe in die FEA- Anwendung importiert. Anschließend wird das importierte Modell mit Randbedingungen versehen und vernetzt. In der linken und rechten unteren Abbildung sind ein grobes und ein feines Netz gegenübergestellt. In den Abbildungen nicht sichtbar sind die der Scheibe zugewiesenen Materialeigenschaften. Dies geschieht bereits im Preprocessing. In der Mitte ist die Verformung der Scheibe als Ergebnis des Solvers dargestellt. Jeder Farbe ist eine Verformungsgröße zugeordnet.

Die folgende ungeglättete Darstellung der Verformung zeigt, dass die Verformung durch die Gelenkfreiheitsgrade in den Knoten bestimmt wird. Mit einer höheren Anzahl von Knoten bzw. finiten Elementen kann das berechnete Ergeb­nis der realen Verformung ge­nauer bestimmt werden. Eine übermäßig hohe Anzahl an Knoten ist jedoch zu ver­meiden.

Die finite Elementanalyse (FEA) ist ein modernes Werkzeug des Ingenieurs um Apparate, Reaktoren, Membranelemente und Membranmodule zu optimieren. Bauteile können durch die Anwendung dieses Verfah­rens wesentlich kleiner gestaltet werden.