Disciplina

Área

Área Científica de Mecânica Estrutural e Computacional > Mecânica Computacional

Activa nos planos curriculares

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LEAN 2006 > LEAN 2006 > 1º Ciclo > Mecânica Computacional

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MEMec 2006 > MEMec 2006 > 1º Ciclo > Mecânica Computacional

Nível

O processo de avaliação é baseado na execução de um Exame final e de um projeto computacional. A nota final é obtida do seguinte modo: Projecto = 60%; Exame Final = 40%. O projeto é realizado por grupos de três alunos. Aprovação na disciplina implica ter nota mínima no teste de 7.5 valores e uma nota final igual ou superior a 9.5 valores. O projeto pode ser sujeito a apresentação oral.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.5 h/semana

119.0 h/semestre

Objectivos

O Objectivo desta UC é apresentar o método dos elementos finitos (MEF) e a sua implementação na resolução de problemas em estruturas mecânicas, em transmissão calor e em mecânica dos fluidos. São expostos os aspetos fundamentais do método dos elementos finitos e utilizam-se softwares comerciais para proporcionar experiência prática na modelação de problemas pelo MEF. Quem concluir com sucesso esta UC deve ser capaz de: i) reconhecer as potencialidades e limitações do MEF; ii) resolver analiticamente problemas em geometrias simples pelo MEF; iii) conhecer a implementação computacional do MEF; iv) conseguir modelar problemas utilizando um software comercial de elementos finitos; v) fazer a análise crítica dos resultados numéricos obtidos.

Programa

Equações diferenciais de 2ª ordem. Formulação forte e fraca. Aproximação de Galerkin. Problemas 1D: Discretização do domínio. Elemento finito e função de forma. Elementos lineares, quadráticos e de ordem superior. Aplicações: Barras unidimensionais; Transmissão de Calor; Escoamento laminar. Sistemas discretos. Problemas 2D: Elementos finitos triangulares e quadrangulares. Funções interpoladoras lineares e quadráticas. Elemento padrão. Transformação de coordenadas. Integração numérica. Elementos isoparametricos. Aplicações: Transmissão de calor; Escoamento potencial; Torção num veio de secção não circular; Deformação de membranas elásticas. Elementos finitos em elasticidade bidimensional. Elementos finitos para treliças no plano. Elemento de viga. Pórticos. Elemento de viga-barra. Estimativas de erro. Considerações sobre modelação: Fontes de erro, elementos admissíveis, refinamento de malhas. Extensão a problemas 3D. Implementação de um programa de EF. Softwares comerciais de EF.

Metodologia de avaliação

O processo de avaliação é baseado na execução de um Exame final e de um projeto computacional. A nota final é obtida do seguinte modo: Projecto = 60%; Exame Final = 40%. O projeto é realizado por grupos de três alunos. Aprovação na disciplina implica ter nota mínima no teste de 7.5 valores e uma nota final igual ou superior a 9.5 valores. O projeto pode ser sujeito a apresentação oral.

Pré-requisitos

Sem pré-requisitos.

Componente Laboratorial

Não se aplica.

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.

Componente de Programação e Computação

A UC compreende um trabalho computacional que consiste no desenvolvimento de um programa de EF e na utilização de softwares comerciais de elementos finitos. À luz do relatório da comissão para as competências em Computação e Programação, este trabalho compreende as competências de Abstração; Automação; Decomposição; Depuração; Generalização e Raciocínio Algorítmico. A avaliação desta componente contribui com 40% da avaliação final da UC.

Componente de Competências Transversais

A UC permitie desenvolver Competências Transversais definidas no Relatório da Comissão para as Competências Transversais nomeadamente no âmbito do trabalho proposto para a UC. Destacam-se o "Pensamento Crítico e Inovador" na sua componente "estratégias de resolução de problemas", as "Competências Intrapessoais" nas suas componenetes "autodisciplina", "gestão do tempo", "entusiasmo", "perseverança" e "auto motivação", e as "Competências Interpessoais", nas suas componentes "trabalho em equipa", "liderança" e "competências de comunicação escrita e oral" e as competências em "Literacia da informação e dos media" na sua componente de "estruturação e formatação de relatórios e apresentações". Estas competências são avaliadas essencialmente no âmbito do desenvolvimento e apresentação do trabalho e contribuem para 20% da classificação.

Bibliografia

Principal

"Introduction to the Finite Element Method"

J.N Reddy

2018

4th Edition, McGraw-Hill