Disciplina
Mecânica e Modelação Computacional
Área
Área Científica de Mecânica Estrutural e Computacional > Mecânica Computacional
Activa nos planos curriculares
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Nível
A avaliação consiste em dois trabalhos computacionais e um teste final. Os trabalhos são realizados em grupos de 2 alunos. O teste final é individual e sem consulta. A nota mínima no teste é de 7 valores. Cada um dos trabalhos contribui com 25% da nota final e o teste com 50%.
Tipo
Não Estruturante
Regime
Semestral
Carga Horária
1º Semestre
3.0 h/semana
1.0 h/semana
0.5 h/semana
105.0 h/semestre
Objectivos
Aprender os modelos básicos de mecânica estrutural e escoamento de fluidos, adquirindo os conhecimentos necessários a uma avaliação crítica dos modelos físicos associados, das respectivas variáveis e sua influência. Saber aplicar os métodos computacionais utilizados para a resolução numérica destes modelos, em particular o método dos elementos finitos.
Programa
Problemas Elásticos Unidimensionais: Características geométricas, materiais e de carregamento; Apoios e reacções; Esforços internos; Tensão normal e deformação sob carga axial; Tensão de corte; Torção em veios circulares; Tensões e deformações em flexão de vigas; Diagramas de esforços; Deformada de vigas sob carregamento Transversal. Equação diferencial de equilíbrio de barras e vigas; Aproximação por elementos finitos; Elemento de Barra e Elementos de Viga; Matriz de rigidez e vector de forças global. Problemas Elásticos Bidimensionais e Tridimensionais: Problemas de tensão e deformação plana; Principio dos trabalhos virtuais; Aproximação por elementos Finitos. Elemento planos triangular e quadrangulares. Elementos isoparamétricos. Elementos finitos tridimensionais. Escoamento de Fluidos: Fluido perfeito; Fluido Newtoniano e Não-Newtonianos. Formulação do problema; Equação de Navier-Stokes. Escoamento unidimensional em tubos. Determinação do perfil de velocidades em escoamentos laminares pelo método dos elementos finitos. Escoamento potencial. Resolução de problemas de escoamento potencial pelo método dos elementos finitos.
Metodologia de avaliação
A avaliação consiste em dois trabalhos computacionais e um teste final. Os trabalhos são realizados em grupos de 2 alunos. O teste final é individual e sem consulta. A nota mínima no teste é de 7 valores. Cada um dos trabalhos contribui com 25% da nota final e o teste com 50%.
Pré-requisitos
Componente Laboratorial
Princípios Éticos
Componente de Programação e Computação
Componente de Competências Transversais
Bibliografia
Principal
Mechanics of Materials, 3rd Ed.
F. Beer, R. Johnston, J. DeWolf
Introduction to the Finite Element Method, 3rd Ed.