Disciplina

Área

Área Científica de Mecânica Estrutural e Computacional > Mecânica Computacional

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Nível

Projecto computacional (50%) + Exame final (50%). O projeto é realizado por grupos de três alunos e requer a apresentação oral do trabalho e a sua discussão. Exame final tem nota mínima de 8 valores.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.5 h/semana

119.0 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 (MEF). Conhecer as potencialidades e limitações do MEF, conhecer a implementação computacional do método, modelar problemas utilizando um software de elementos finitos, efectuar uma análise crítica dos resultados obtidos.

Programa

Problemas elásticos unidimensionais: 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; Elementos planos triangular e quadrangulares; Elementos isoparamétricos; Elementos finitos tridimensionais. Escoamento de fluidos: Fluido perfeito; Fluido Newtoniano e não-Newtoniano; Formulação do problema; Escoamentos laminares; Resolução de problemas de escoamento potencial pelo método dos elementos finitos.

Metodologia de avaliação

Projecto computacional (50%) + Exame final (50%). O projeto é realizado por grupos de três alunos e requer a apresentação oral do trabalho e a sua discussão. Exame final tem nota mínima de 8 valores.

Pré-requisitos

Mecânica Aplicada à Biomedicina.

Componente Laboratorial

N/A.

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

O trabalho computacional consiste no desenvolvimento de um programa de elementos finitos e no desenvolvimento de modelo computacional utilizando um software de elementos finitos. As Competências em Computação e Programação, são: abstração; automação; decomposição; depuração; generalização e raciocínio algorítmico. A avaliação destas componentes contribuiem com 20% da classificação do projecto.

Componente de Competências Transversais

- Pensamento crítico e inovador: criatividade, pensamento estratégico, abordagem à resolução de problemas; - Competências Interpessoais: competências de comunicação oral e escrita, competências organizacionais, trabalho em equipa, liderança; - Competências Intrapessoais: autodisciplina, entusiasmo, preseverança, auto motivação; - Literacia da informação e dos media: capacidade de localizar e aceder a informação, bem como de analisar, filtrar e avaliar o seu conteúdo. Estas competências são avaliadas no âmbito do desenvolvimento e apresentação do projecto e contribuem para 20% da classificação do trabalho.

Bibliografia

Principal

"Mechanics of Materials"

F. Beer, E.R. Johnston, J. DeWolf, D. Mazurek

2015

7th edition in SI Units, McGraw Hill.


"Introduction to the Finite Element Method"

J.N. Reddy

2018

4th Edition, McGraw-Hill