Disciplina
Mecânica e Modelação Computacional
Área
Área Científica de Mecânica Estrutural e Computacional > Mecânica Computacional
Activa nos planos curriculares
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MEBiom 2006 > MEBiom 2006 > 1º Ciclo > Engenharia > Mecânica e Modelação Computacional
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
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
F. Beer, E.R. Johnston, J. DeWolf, D. Mazurek
7th edition in SI Units, McGraw Hill.
"Introduction to the Finite Element Method"