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Mecânica Estrutural

Código 10391
Ano 4
Semestre S1
Créditos ECTS 6
Carga Horária TP(60H)
Área Científica Aeronáutica e Astronáutica
Tipo de ensino Presencial.
Estágios Não tem estágio.
Objectivos de Aprendizagem Conhecer técnicas para a solução numérica de equações diferenciais em estruturas. Conhecer e saber aplicar o método dos elementos finitos. Conhecer os fundamentos teóricos, a descrição e a prática de programas de elementos finitos, com aplicações a estruturas. Saber analisar criticamente os resultados. Compreender o comportamento dinâmico de estruturas de veículos aeroespaciais quando sujeitas a fenómenos aeroelásticos, contemplando o projeto de alguns componentes críticos. Ser capaz de interpretar as teorias de análise relevantes e saber aplicá-las para casos específicos.
Espera-se que com o conhecimento adquirido os alunos sejam capazes de:
- interpretar literatura publicada sobre o assunto incluindo códigos;
- derivar as equações fundamentais para problemas de investigação;
- ter noção das limitações do conhecimento;
- obter soluções analíticas e desenvolver implementações numéricas.
Conteúdos programáticos 1. Integração numérica de equações diferenciais: Formulação forte e fraca. Equivalência entre formulações. Introdução ao método dos elementos finitos.
2. Conceitos fundamentais: Problema unidimensional. Aproximação de Galerkin. Matriz de rigidez. Vetor de cargas. Exemplos. Espaço de funções multi-lineares. Propriedades da matriz de rigidez. Elementos finitos lineares. Montagem da matriz de rigidez e vetor de cargas globais. Condições de fronteira. Solução do sistema de equações.
3. Formulação de problemas 2D e 3D: Aproximação de Galerkin. Propriedades da matriz de rigidez. Matriz de rigidez e vetor de forças dos elementos. Problema de elasticidade linear.
4. Elementos finitos isoparamétricos: Elemento quadrangular bilinear. Integração numérica. Método de Gauss.
5. Problemas numéricos.
6. Aplicações: Programas comerciais.
7. Análise modal de componentes estruturais de aeronaves: frequências naturais e modos de vibração.
8. Interação fluído-estrutura: Aeroelasticidade estática e dinâmica
Bibliografia principal 1. Gamboa. P.V., Apontamentos da unidade curricular – Mecânica Estrutural, ~500 acetatos, UBI, 2020.
2. J.N. Reddy, An Introduction to the Finite Element Method, Third Edition, McGraw-Hill, 2006.
3. E. Becker, G. Carey and J. Oden, Finite Elements: An Introduction, Vol. I, Prentice Hall, Englewood-Cliffs, 1981.
4. Cook, Malkus, Plesha, and Witt, Concepts and Applications of Finite Element Analysis, 4th Edition, Wiley, 2002.
5. C.A. Mota Soares, Elementos Finitos em Mecânica dos Sólidos, IST/DEM, 1982.
6. K.K. Gupta, J.L. Meek, Finite Element Multidisciplinary Analysis, Seconf Edition, AIAA Education Series, 2003.
7. M.N. Bismarck-Nasr, Structural Dynamics in Aeronautical Engineering, AIAA Education Series, 1999.
8. J.R Wright, J.E. Cooper, Introduction to Aircraft Aeroelsticity and Loads, 2nd Edition, Aerospace Series, Wiley, 2015.
Língua Português
Imagem d@ Pedro Vieira Gamboa  [Ficheiro Local]

Curso

Engenharia Aeronáutica
Data da última atualização: 2024-01-19
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