Mecânica Computacional das Estruturas em Placas e Cascas

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Thiago Assis Dutra
Código:
18157
Ano:
1
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
TP(60H)
Área Científica:
MECÂNICA COMPUTACIONAL
Objectivos de Aprendizagem:
Aprendizagem e compreensão das teorias e métodos de solução descritos, necessários à compreensão de problemas de engenharia nos quais componentes tipo Placa e Casca surjam como elementos fundamentais. Desenvolvimento das capacidades de análise, síntese e crítica através da realização de alguns trabalhos com uso de programação em Fortran/Matlab e programas comerciais que visam o estudo
de placas e/ou cascas isotrópicas ou laminadas. Espera-se que com o conhecimento adquirido os(as) estudantes sejam capazes de:
-Interpretar literatura publicada sobre o assunto incluindo códigos;
-Derivar as equações fundamentais para problemas de investigação envolvendo Placas e Cascas;
-Obter soluções analíticas para Placas e Cascas;
-Ter uma noção das limitações do conhecimento em Placas e Cascas;
-Obter soluções por elementos finitos de Placas e Cascas usando programas comerciais e ter alguma noção das limitações dos elementos e como detetá-las de forma a escolher os elementos mais adequados.
Conteúdos programáticos:
1. Introdução
2. Placas
Teoria clássica de flexão de placas: métodos de solução analíticos incluindo desenvolvimento em séries de Fourier (Método de Navier e Lévy), Método de Ritz e métodos numéricos (diferenças finitas e método dos elementos finitos para placas). Esforços de membrana e de flexão combinados. Instabilidade de placas. Grandes deflexões.
3. Cascas
Deformações e esforços em cascas. Teoria de membrana de cascas de revolução. Teoria de flexão de cascas cilíndricas. Teoria de flexão para cascas de revolução. Aplicações. Método dos elementos finitos para cascas.
4. Códigos de Computador para Resolver Problemas de Placas e Cascas
Escrita de códigos em FORTRAN/Matlab para resolução de problemas de placas e cascas. Introdução ao Fortran. Problema de placas –método de Navier e Lévy, método das diferenças finitas e método dos elementos finitos. Problema de cascas.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
A unidade curricular está estruturada em duas partes: uma parte teórica e outra essencialmente prática. Na primeira parte, as matérias são
transmitidas oralmente com apoio de diapositivos multimédia, de informação complementar escrita no quadro e de exercícios resolvidos no
quadro. Na segunda parte, são ensinadas algumas técnicas de programação e são desenvolvidos códigos de computador para resolver
problemas mais complexos.

A avaliação é contínua e feita em dois momentos que avaliam aspetos diferentes das competências adquiridas pelos(as) estudantes: um
teste escrito (TE); e um conjunto de trabalhos práticos (TP). A classificação do processo ensino-aprendizagem é NFA=0,5TE+0,5TP. A
aprovação acontece quando, cumulativamente, NFA>=10, TE>=6 e TP>=8. A condição de acesso ao exame é TE>=6 e TP>=8. A
avaliação de exame é baseada num teste escrito (NE) e nos trabalhos realizados durante o semestre (os trabalhos só são feitos uma vez).
A classificação do exame é NFE=0,5NE+0,5TP.
Bibliografia principal:
[1]Dutra, T.A. (2025). Apontamentos da unidade curricular preparados pelo docente – Placas e Cascas, UBI.
[2]Ugural, A. C. (2017). Plates and Shells: Theory and Analysis, Fourth Edition. Taylor & Francis Group. ISBN: 9781315104621
[3]Reddy, J. N. (2017). Energy Principles and Variational Methods in Applied Mechanics. Wiley. ISBN: 978-1-119-08737-3
[4]Reddy, J. N. (2007). Theory and Analysis of Elastic Plates and Shells, Second Edition. Taylor & Francis. ISBN: 978-0-8493-8415-8
[5]Reddy, J. N. (2004). Mechanics of laminated composite plates and shells : theory and analysis. Taylor & Francis. ISBN: 0-8493-1592-1
[6]Timoshenko, S. (2003). Theory of Plates and Shells. Textbook Publishers. ISBN: 9780758184092.
Língua:
Português