| Código |
16161
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| Ano |
3
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| Semestre |
S2
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| Créditos ECTS |
6
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| Carga Horária |
TP(60H)
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| Área Científica |
MECÂNICA COMPUTACIONAL
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Objectivos de Aprendizagem |
Nesta unidade curricular pretende-se que o aluno conheça as possibilidades e limitações das simulações computacionais em projeto de engenharia. No final desta UC o aluno deverá ser capaz de fazer a análise estrutural de objetos 3D isolados e conjuntos funcionais de objetos quando sujeitos a cargas mecânicas e térmicas, e ter a capacidade de criticar os resultados das simulações. Deverá ainda selecionar o tipo de elementos a usar, a dimensão média da malha de elementos finitos e como refinar a malha sem tornar o modelo computacionalmente pesado. Para tal, pretende-se que, além de praticar casos específicos nas aulas TP, o aluno entenda, nas aulas T, a teoria do cálculo que está por trás dos softwares de FEM.
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Conteúdos programáticos |
Fases da simulação por elementos finitos (pré-processamento, análise e pós-processamento);
Análise matricial com elementos mola; Sistema de coordenadas; Equações de equilíbrio; Montagem da matriz de rigidez por sobreposição de efeitos;Abordagem da energia potencial para derivar as equações.
Análise matricial de sistemas discretos aplicado a treliças, vigas e grelhas; Princípio variacional pelo método da energia potencial; Soluções aproximadas; Forma fraca e Princípio dos trabalhos virtuais; Métodos dos resíduos ponderados.
Análise de meios contínuos desde a forma forte à forma fraca; Condições gerais de equilíbrio, compatibilidade e constitutiva e sua relação com Princípio variacional; Discretização do meio; Condições de fronteira e graus de liberdade dos elementos. Elementos Finitos unidimensionas (elementos barra); Elementos Finitos bidimensionais e
axissimétricos; Elementos tridimensionais.
Problemas de campos em estado estacionário; Transferência de Calor e de Massa; Fluxos.
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Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação |
A metodologia de ensino passa pela exposição de conteúdos teóricos, abordados nas aulas teóricas. Por outro lado, nas aulas teórico práticas, são realizados tutoriais que permitem aprender a utilizar os softwares comerciais de elementos finitos, aplicado a exemplos concretos de análise de tensões/deformações, transferência de calor e de
massa e fluxo magnético, nomeadamente, estabelecer as condições de fronteira e os carregamentos, definir a malha de elementos finitos, as propriedades do meio e o tipo de elementos. Os conteúdos teóricos e exercícios serão disponibilizados aos alunos através do Moodle. Os alunos são ainda convidados a criar um modelo de elementos finitos, onde devem aplicar os conhecimentos abordados nas aulas teóricas e teórico-práticas. A classificação final é a média ponderada de 2 testes teóricos e teórico práticos parciais e do trabalho prático (40% cada teste e 20% o trabalho prático).
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Bibliografia principal |
Bower A. F., 2012. Applied Mechanics of Solids, CRC Press
Zienkiewicz O. C. and and Taylor R. L., 2000. The finite element mtethod. Volume 1 - The Basis, Butterworth-Heinmann
Logan D. L. 2007. A First Course in the Finite Element Method, Thomson
Kurowski P. M., 2020. Engineering Analysis with SOLIDWORKS Simulation , SDC Publications
Raphael B. and Smith I.F.C., 2003. Fundamentals of computer aided engineering. John Wiley
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| Língua |
Português
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