Dissertação

Simulação de problemas da mecânica estrutural utilizando “physics engines” EVALUATED

Sendo uma das bases para o dimensionamento em Engenharia Civil, a análise estrutural recorre muito a programas computacionais como auxíliares de cálculo. Contudo, tais programas são, maioritariamente, desenvolvidos para profissionais e os seus criadores não estão particularmente interessados em criar produtos mais dedicados aos estudantes. Esta dissertação, foca assim o seu trabalho no desenvolvimento de uma ferramenta computacional didática para o estudo de conceitos de mecânica estrutural. Neste projeto, conciliando equações da física com conceitos utilizados nos vídeos jogos (“physics engine”), foi desenvolvido um simulador gráfico, implementando um Método de Partículas Finitas (MPF), baseado nas leis de Newton e na cinemática. Avaliando apenas o comportamento de massas individuais interligadas entre si (sistema de partículas), este método consegue simular estruturas sem verificar o seu equilíbrio global, uma vez que é verificado localmente nas partículas. Assim, conseguem-se descrever grandes movimentos de partículas ao longo do tempo e oferecer simulações gráficas, em tempo real, de estruturas simples com comportamentos física e geometricamente lineares ou não lineares. O programa desenvolvido avalia comportamentos física e geometricamente lineares, bem como inicia o estudo de comportamentos fisicamente não lineares, de estruturas reticuladas, permitindo aos utilizadores melhorar o seu entendimento de conceitos lecionados no curso de Engenharia Civil. Sendo um projeto em progresso, ainda existem melhoramentos possíveis, pois, tanto a precisão de resultados como o desempenho computacional, ainda permitem melhorias. Contudo, este programa já se apresenta como uma ferramenta didática útil no estudo/exposição de conceitos de análise estrutural, da qual tanto alunos como professores podem tirar partido academicamente.
ferramenta computacional didática, simulação em tempo real, mecânica estrutural, Método de Partículas Finitas, análise linear; análise não linear.

Outubro 30, 2017, 9:0

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