Mecânica dos Materiais I

Objectivos

A unidade curricular pretende-se dotar os alunos com os conhecimentos teóricos e práticos necessários para caracterizar mecanicamente materiais – com particular ênfase nos materiais rígidos – cuja estrutura, processos de fabrico e transformação são objecto de outras unidades curriculares. O aluno deverá adquirir autonomia suficiente para que, colocado perante um material:

- saiba como caracterizá-lo mecanicamente e interpretar os resultados obtidos, em função do tipo de material, dos mecanismos de deformação e/ou de fractura.

- possua capacidade para realizar ensaios de controlo das características mecânicas sobre o material recebido de fornecedores e sobre o material transformado, a enviar ao cliente;

- possa interpretar desvios das características requeridas, em função do tipo de material recebido e dos procedimentos de transformação utilizados;

- esteja capacitado para sugerir alterações de processos com vista à adequação às encomendas e à optimização de custos.

Caracterização geral

Código

10194

Créditos

6.0

Professor responsável

Alexandre José da Costa Velhinho

Horas

Semanais - 5

Totais - 84

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

N/A

Bibliografia

George E. Dieter, “Mechanical Metallurgy”, McGraw-Hill-International Student Editions, 1982

M. F. Ashby & D. R. H. Jones, “Engineering Materials, An Introduction to their Properties and Applications”, Int. Series on Mater. Sci. & Technol., vol. 34, Pergamon Press, 1980

Método de ensino

Consideram-se dois tipos de aulas: teóricas e de laboratório. As aulas teóricas, serão ministradas com recurso a projector multimédia, tendo os estudantes acesso a cópia do conteúdo projectado na página da disciplina, suportada na plataforma Moodle. Os trabalhos de laboratório serão realizados pelos próprios estudantes, sob orientação do docente e focam os diferentes tópicos do programa.

O ensino tem um carácter teórico e experimental que permitirá aos alunos adquirir e aplicar os conhecimentos na determinação do comportamento mecânico de materiais rígidos. Nas aulas teóricas a matéria é exposta, o que permitirá a consolidação dos conhecimentos que posteriormente serão postos em prática nas aulas de laboratório. Desta forma, aulas teóricas e de laboratório complementam-se de forma a fornecer uma aprendizagem integrada. Os trabalhos de laboratório assumem um peso importante na avaliação da unidade curricular já que é através destes que os alunos adquirem competências em termos experimentais que lhes permitirão dominar as possibilidades de aplicação de diferentes materiais em componentes estruturais.

No decurso do semestre, proceder-se-á a um apelo constante a conhecimentos adquiridos anteriormente (Física I, Metalurgia Física e  Metalografia), procurando ainda estabelecer as bases para assuntos relacionados a tratar em unidades curriculares posteriores (Mecânica dos Materiais II, Tecnologias de Enformação de Mateiais Metálicos, Tratamentos Térmicos e Mecânicos, Compósitos – Materiais e Aplicações, Selecção de Materiais).

Método de avaliação

Testes (dois), exames, relatórios de aulas práticas. 

A participação nas aulas laboratoriais, em conjunto com os relatórios das aulas práticas,  constitui condição obrigatória para efeito de obtenção de frequência. 

Os testes não são obrigatórios mas dispensam o aluno de exame final, desde que a média obtida não seja inferior a 9,5 valores. No caso de estas condições não serem cumpridas o aluno terá de fazer um exame final. A obtenção de nota positiva nalgum dos testes não poderá conduzir a dispensa parcial do exame. 

A nota final (NF) é obtida da seguinte forma:

- para a situação de avaliação contínua

NF = 0,30* T1 + 0,30 + T2 + 0,40* P,

- para o caso de aprovação em exame final

NF = 0,60*NE + 0,40* P,

em que

T1 e T2 são as notas dos testes (avaliação contínua)

P é a média das notas dos relatórios

NE é a nota do Exame Final.

Conteúdo

  • Visão global do comportamento mecânico dos materiais:
    • Definições: tensão, extensão; valores nominais e reais;
    • Estados de tensão e de extensão;
    • Tensões normais e tangenciais; extensões normais e distorções;
    • Tensores das tensões e das extensões.
  • Elementos da teoria da elasticidade:
    • Lei de Hooke para estados uniaxiais;
    • Lei de Hooke generalizada;
    • Aplicação da lei de Hooke a casos específicos: materiais isótropos, cúbicos, isótropos transversais e ortótropos.
  • Plasticidade dos materiais:
    • Mecanismos da deformação plástica:
      • Escorregamento e maclagem;
      • Influência da temperatura e da velocidade de extensão; superplasticidade;
    • Fractura:
      • Mecanismos;
      • Faciesmacro- e micrográficos;
      • Mecânica da fractura;
      • Projecto de peças resistentes à fractura;
    • Fadiga:
      • Peças com e sem entalhes;
      • Lei de Basquin;
      • Lei de Paris;
      • Lei de Goodman;
    • Fluência:
      • Curvas características;
      • Mecanismos de fadiga, em função da temperatura e da tensão;
      • Selecção de materiais resistentes à fluência.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: