Estruturas Mecânicas

Conhecimentos de Base Recomendados

São recomendados conhecimentos de base ao nível da Mecânica Aplicada e de Resistência dos Materiais.

Métodos de Ensino

O método de ensino envolve uma componente expositiva e o recurso a elementos reais, tanto em ambiente laboratorial como em campo, a explorar pelos alunos. A perceção da tipologia de ensino pode ser dividida em diversos pontos:

Abordagem Expositiva: Na componente teórica e teórico-prática da unidade curricular serão utilizadas diversas metodologias, onde se inclui o método expositivo. Em paralelo com a aquisição dos conhecimentos teóricos serão executados exemplos de aplicação, privilegiando-se a troca de ideias, com abordagem na resolução dos problemas pelos próprios alunos.

Componente Experimental: A ligação experimental dos conceitos teóricos e resolução analítica será desenvolvida, em paralelo, no decorrer das aulas laboratoriais, com intervenção direta dos alunos através da execução de trabalhos experimentais que  envolvem a identificação e estudo de elementos estruturais de utilização real no domínio da engenharia. 

Trabalho em Equipa e cooperação : Os trabalhos a executar em equipa de dois alunos pretende estimular a capacidade para trabalhar em conjunto, partilhando informação, tarefas e resultados aplicados aos conceitos básicos descritos. 

Comunicação oral : A apresentação oral dos trabalhos pretende desenvolver a capacidade para transmitir  informação e ideias a outras pessoas, em ambientes formais,  promovendo a discussão, sempre de modo interligado com o debate de análise ao comportamento mecânico dos elementos estruturais que integrem o componente em estudo. 

Fazer com que as coisas aconteçam, responsabilidade e  autonomia: É também objetivo promover a capacidade de concretizarem sempre aquilo a que propõe, sabendo gerir atividades de análise de elementos estruturais, recursos e timings de concretização, resolvendo problemas de forma autónoma e responsável, com elevado espírito crítico, tomando decisões baseadas nos conhecimentos científicos e tecnológicos adquiridos durante as aulas.

Resultados de Aprendizagem

 A unidade curricular de Estruturas Mecânicas é composta por três componentes: teórica, teórico/prática e laboratorial, que se interligam. Na parte teórica e teórico prática pretende-se que o aluno adquira conhecimentos científicos que lhe permitam compreender a abordagem a problemas envolvendo  elementos estruturais , recorrendo a métodos analíticos e a dados obtidos experimentalmente.

Na componente laboratorial são utilizados elementos estruturais reais, de utilização no quotidiano das pessoas, para uma eficaz compreensão dos conteúdos.  Esta aprendizagem inclui a aquisição de conhecimentos na aplicação experimental de técnicas de extensometria e de utilização de células de carga e sensores de deslocamento.

Pretende-se também que o aluno adquira competências comportamentais (pessoais e interpessoais) aplicando os conceitos técnico-profissionais apreendidos no desenvolvimento de diversos trabalhos no decorrer da unidade curricular.

Programa

1. Revisões: Sistemas de unidades. Conceito de esforço e de tensão. Tipos de esforços e de tensões. Formas dos elementos estruturais. Hipóteses e etapas básicas na análise de uma estrutura. Princípios de dimensionamento. Normalização aplicável a estruturas mecânicas e a sua importância. Esforços combinados. Análise de elementos estruturais submetidos a esforços combinados.

2. Torção: Torção de elementos de seção não circular. Torção em perfis de Parede Fina: Abertos e Fechados. Perfis Multicelulares.

3. Análise de tensão e deformação: Estado Plano de Tensão. Tensões Principais e Tensão de Corte Máxima. Círculo de Mohr. Lei de Hooke generalizada. Estado plano de deformação. Aplicações do estado plano de tensão: Tensões em Reservatórios Sob Pressão. Estudo de estruturas mecânicas submetidas a esforços combinados. Dimensionamento de estruturas segundo os critérios de Tresca e von-Mises.

4. Métodos Energéticos: Equação geral da energia potencial de deformação. Teorema de Castigliano. Determinação de deslocamentos e rotações em estruturas. Cálculo de deslocamentos em estruturas hiperestáticas. Estudo de estruturas sujeitas a cargas de impacto.

5. Análise experimental de tensões: Conceitos básicos e princípio de funcionamento. Tipos de extensómetros. Roseta Extensométrica. Especificações e selecção de extensómetros. Técnicas de colagem e montagem de extensómetros. Exemplos de aplicação.

6. Encurvadura: Estabilidade de Estruturas. Fórmula de Euler para colunas articuladas. Generalização da fórmula de Euler. Cargas Excêntricas. Exemplos de aplicação.

Docente(s) responsável(eis)

Estágio(s)

NAO

Bibliografia

Bibliografia Recomendada:

[1] GERE & TIMOSHENKO, (1997), Mechanics of Materials, (4ª Edição), Hardcover .

[2] BEER, F. et al.,(2009), Mechanics of materials, (5th edition). Boston: McGraw-Hill Heigher Education (disponível na Biblioteca do ISEC: 4-15-114)

[3] HIBBELER, R.C. (2014), Mechanics of Materials, (Ninth Edition), Pearson, cop.

[4] BEER, F. P., JOHNSTON, E.R. (1995);  Resistência dos Materiais (4ª edição) McGraw Hill

[5] TIMOTHY, A. P. (2014), Mechanics of Materials, (3th edition), Singapore: Wiley, cop.

[6] ANTUNES, F. (2012), Mecânica Aplicada – Uma Abordagem Prática. Lidel