Disciplina Curricular
Micro e Nano Mecânica MNM
Mestrado Bolonha em Engenharia Mecânica - MEMec 2021
Contextos
Grupo: MEMec 2021 > 2º Ciclo > Área Principal > Áreas de Especialização > Área de Especialização em Produção > Opções da Especialidade > Opções da Especialidade 2
Período:
Peso
3.0 (para cálculo da média)
Pré-requisitos
Sem pré-requisitos.
Objectivos
As micro e nanotecnologias têm vindo a assumir um papel fundamental no projecto e desenvolvimento de novos produtos, designadamente nos associados diretamente à área da Engenharia Mecânica. Esta UC pretende providenciar conhecimentos (i) sobre o comportamento mecânico dos materiais ao nível da micro-escala (e.g. grãos) e da nano-escala (e.g. moléculas e átomos), (ii) sobre alguns métodos de análise mecânica de estruturas moleculares e atómicas. Complementarmente a outras UCs (Mecânica dos Sólidos e Mecânica dos Fluídos), o principal objectivo desta UC é dar a conhecer as diferenças existentes sobre o comportamento mecânico, leis constitutivas e interações entre partículas (grãos, moléculas, átomos) da nossa escala (macro) para a escala atómica.
Programa
Conceitos fundamentais em micromecânica dos sólidos: escalas das estruturas e dos materiais. Elementos de volume representativo (RVEs) e células periódicas de unidade. Homogeneização e determinação de propriedades efetivas. Campos de tensão e tensão médios e macro. Localização: cálculo de micro campos de tensão e deformação. Modelação computacional em micromecânica. Comportamento de materiais à nanoescala. Interações atómicas não lineares. Diferenças na mecânica do continuo (macro e micro). Campos de força interatómicos que governam as interações em nanoescala. Interações fortes (ligações covalentes) e fracas (de Van der Waals).nBases dos métodos de (i) mecânica molecular, (ii) elementos finitos atomísticos e (iii) dinâmica molecular. Avaliação das propriedades dos materiais em nanoescala. Mecanismos de falha de material. Modelação e simulação do comportamento mecânico de diferentes materiais na nanoescala, como metais, grafeno, nanotubos e nanocompósitos.
Metodologia de avaliação
A avaliação é efectuada através de um único projecto de grupo (2-3 alunos) realizado com base no desenvolvimento de um programa computacional e na utilização de um programa de cálculo automáticos existente (e.g. elementos finitos atomístico). Neste projecto, pretende-se que o aluno execute a modelação de materiais, realize a simulação do material submetido a diferentes solicitações e saiba extrair as propriedades mecânicas relevantes à micro e/ou nano-escala.
Componente de Competências Transversais
A UC pretende desenvolver as seguintes Competências Transversais: (i) "Pensamento Crítico e Inovador" em particular na componente de "estratégias de resolução de problemas"; (ii) "Competências Intrapessoais" nas componentes de "autodisciplina", "gestão do tempo", "entusiasmo", "perseverança" e "auto motivação", (iii) "Competências Interpessoais", no que diz respeito ao "trabalho em equipa", "liderança" e "competências de comunicação escrita e oral" e (iv) "Literacia da informação e dos media" na vertente de "estruturação e formatação de relatórios e apresentações". Estas competências contribuem para 20% da classificação.
Componente Laboratorial
Nada a registar.
Componente de Programação e Computação
A UC tem uma Componente de Programação e Computação que consiste no desenvolvimento de um programa computacional para resolver um problema proposto e possível utilização de software de elementos finitos. Esta componente pretende desenvolver as seguintes Competências de Programação e Computação: Abstração; Automação; Decomposição; Depuração; Generalização e Raciocínio Algorítmico. Estas competências contribuem para 30% da classificação.
Princípios Éticos
Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.