Dissertação

Software development for assistance in the learning of structural analysis EVALUATED

Apresenta-se neste trabalho um novo software de computador capaz de simular a colisão de partículas e comportamentos lineares e não lineares de estruturas articuladas. Um motor de física baseado no método de partículas finitas (MPF), especialmente desenvolvido para este programa, é usado. O motor utiliza as leis de Newton para descrever o movimento de partículas ao longo do tempo, algo que é usado para simular a colisão de partículas e o comportamento de estruturas articuladas que podem ser discretizadas em conjuntos de nós/partículas sujeitos a forças nodais. O método de Taylor de segunda ordem para a integração no tempo é utilizado para resolver as equações do movimento. O MPF não requer que as estruturas estejam equilibradas. Pelo contrário, aplica forças externas aos elementos partícula correspondentes e calcula as forças internas derivadas da deformação dos elementos de conexão (barras) durante o passo atual. Em simultâneo, o programa usa extensivamente um motor de imagem e um controlador de eventos. Esta técnica, geralmente utilizada em videojogos, é útil na criação de um ambiente no qual fenómenos físicos podem ser simulados, dando ao utilizador, simultaneamente, a possibilidade de interagir com o sistema físico em tempo real sem recomeçar a simulação, permitindo uma fácil compreensão das leis em jogo. A comparação dos resultados da simulação com valores teóricos num conjunto específico de testes apresentou pequenos erros, demonstrando que a precisão deste programa, embora não satisfaça os níveis usualmente requeridos por análises de engenharia e científicas, é suficiente para ser usado num ambiente de ensino.
Método de partículas finitas, Mecânica estrutural, Análise estrutural em tempo real, Análise não linear, Colisão de Partículas, Ferramentas interactivas para o ensino

Novembro 12, 2015, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Vítor Manuel Azevedo Leitão

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado

ORIENTADOR

Francisco Afonso Severino Regateiro

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Auxiliar