Engenharia Assistida por Computador

Imagem d@ Thiago Assis Dutra [Ficheiro Local]
Thiago Assis Dutra
Código:
16161
Ano:
3
Semestre:
S2
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
TP(60H)
Área Científica:
MECÂNICA COMPUTACIONAL
Objectivos de Aprendizagem:
Nesta unidade curricular pretende-se que o/a estudante conheça as possibilidades e limitações das simulações computacionais em projeto de engenharia. No final desta UC o/a estudante 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, o/a estudante entenda a teoria do cálculo que está por trás dos softwares de FEM.
Conteúdos programáticos:
1 - Introdução ao Método dos Elementos Finitos: introdução ao cálculo variacional (funcionais); métodos aproximados (Rayleigh-Ritz e Galerkin).
2 - Formulação de Problemas 1D: sistemas elásticos discretos; formulação variacional; elementos finitos unidimensionais (treliça, viga e pórtico plano); assemblagem da matriz de rigidez; condições de fronteira; transformação de coordenadas.
3 - Formulação de Problemas 2D e 3D: estado plano de tensão, elementos finitos bidimensionais (triangular e retangular); elementos finitos tridimensionais (tetraédrico e hexaédrico).
4 - Elementos Finitos Isoparamétricos: elemento quadrangular; integração de funções (quadratura de Gauss-Legendre).
5 - Estudos de casos: simulações numéricas utilizando software comercial de análises por elementos finitos.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
A avaliação é contínua e feita em momentos diferentes, através de um Teste Escrito (TE) e um Teste Prático (TP), para verificação das competências adquiridas pelos(as) estudantes. Há controlo de assiduidade nas aulas. A classificação final em época de ensino-aprendizagem, NFA, é:
NFA = (0,5 x TE) + (0,5 x TP)
- Condição para Aprovação: NFA >= 9,5 valores e assiduidade mínima.
- Condição para Aceder ao Exame: NFA >= 6,0 valores e assiduidade mínima.

A avaliação final em época de exames é baseada num Exame Escrito (EE) e num Exame Prático (EP). A classificação final em época de exames, NFE, é:
NFE = (0,5 x EE) + (0,5 x EP)
Bibliografia principal:
[1] Dutra, T. A. (2026). Apresentações digitais preparadas pelo docente. Covilhã: UBI.
[2] Zienkiewicz, O. C., Taylor, R. L., Govindjee, S. (2024). The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. Países Baixos: Butterworth-Heinemann.
[3] Reddy, J. N. (2018). Introduction to the Finite Element Method 4E. Estados Unidos: McGraw Hill LLC.
[4] Hughes, T. J. R. (2012). The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis. Estados Unidos: Dover Publications.
[5] Bismarck-Nasr, M. N. (1993). Finite Elements in Applied Mechanics. São Paulo: Abaeté.
Língua:
Português