Cálculo Automático de Sistemas Mecânicos

Conhecimentos de Base Recomendados

Mecânica Aplicada. Resistência dos Materiais. Estruturas Mecânicas. Desenho Assistido por Computador.

Métodos de Ensino

Na componente teórica da unidade curricular será utilizado o método expositivo. Na sequência da aquisição dos conhecimentos teóricos serão executados exemplos de aplicação, privilegiando-se a troca de ideias, abordagem e resolução dos problemas pelos próprios alunos no decorrer da aula. Ambos os casos terão como suporte a visualização/utilização do programa computacional Solidworks, versão 2021.

O trabalho final aglutinador pretende aprofundar competências quanto à aplicação dos conceitos descritos, assim como consolidar competências ao nível da execução de um relatório técnico, apresentação e discussão do mesmo.

Resultados de Aprendizagem

Esta Unidade Curricular é composta por uma componente de aprendizagem teórica e uma componente de desenvolvimento e aplicação laboratorial. Pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos e competências que lhes permitam compreender a abordagem numérica a problemas de cálculo de componentes e sistemas mecânicos, tendo como base o método dos elementos finitos. No final da unidade curricular o aluno deverá ser capaz de preparar de forma correcta um modelo de elementos finitos e ter capacidade para interpretar, avaliar e criticar a qualidade e fiabilidade dos resultados.

Programa

Componente Teórica

O porquê da análise por elementos finitos? Conceitos fundamentais.

A responsabilidade do utilizador e os perigos de uma incorrecta utilização dos programas numéricos. Introdução ao método dos elementos finitos.

Programas Comerciais de Elementos Finitos: Solidworks, MSC Nastran/Patran, MSC Appex.

Tipos de elementos finitos e seu desenvolvimento e implementação.

Realização de um Seminário sobre utilização do Software MSC Appex.

Análise Estática Linear: Exemplos de aplicação. Teorias de suporte e análise/interpretação de resultados.

Análise Dinâmica: Exemplos de Aplicação. Teorias de suporte e análise/interpretação de resultados. Encurvadura, Impacto e Optimização Estrutural. Exemplos de aplicação.

Componente Laboratorial

Modelação 3D: Programas comerciais de modelação 3D. Importância de um desenho paramétrico corretamente definido. Aprendizagem em desenho 3D com recurso ao software Solidworks.

Elementos finitos:  O programa Solidworks Simulation, versão 2021. Desenvolvimento e implementação de exemplos demonstrativos da análise de componentes/sistemas mecânicos. Outros exemplos de aplicação.

Execução de um trabalho prático.

Docente(s) responsável(eis)

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

Recomendada

Cook, R. D. (2004). Finite Element Modeling for Stress Analysis. John Wiley & Sons.

Filho, A. A. (2005). Elementos Finitos: A Base da Tecnologia CAE – Análise Dinâmica. Editora Erica.

Teixeira-Dias, F., Sousa, R. J., Valente, R. A., Pinho-da-Cruz, J. (2010). Método dos Elementos Finitos – Técnicas de Simulação Numérica em Engenharia. ETEP – Edições Técnicas e Profissionais.

Thompson, E. G. (2005). An Introduction to the Finite Element Method: Theory, Programming, and Applications. John Wiley & Sons.

Software:

Solidworks Manual,  2021.

MSC Nastran Patran Manual, 2021.

MSC Appex Manual, 2021.

Complementar

Neto, M. A., Amaro, A., Roseiro, L., Cirne, J., Leal, R. (2015). Engineering Computation of Structures: The Finite Element Method. Springer. 

Liu, Yijun (2003). Lecture Notes: Introduction to the finite element method. University of Cincinnati.