Orgãos de Máquinas II

Objectivos

Na disciplina de Órgãos de Máquinas II pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos relacionados com a análise cinemática e dinâmica de mecanismos, com o projeto e o fabrico de reservatórios sob pressão interna e/ou externa, assim como conhecimentos de teoria de placas finas. No final do semestre, os alunos devem:

- Saber fazer a análise cinemática e dinâmica de mecanismos através do método gráfico, semi-gráfico e da formulação cartesiana de mecanismos, determinando a posição, velocidade, aceleração e forças actuantes nos vários elementos de ligação de um mecanismo;

- Utilizar programas computacionais para fazer a análise de posição, velocidade, aceleração e força dos vários elementos de ligação que constituem cada mecanismo estudado. Serão utilizados programas de Engenharia Assistida por Computador como o SolidWorks (Modelação), o Motion (Cinemática) e o Simulation (Método dos Elementos Finitos).

- Utilizar os conceitos de síntese de mecanismos para projetar sistemas mecânicos simples;

- Saber projetar reservatórios sob pressão, não sujeitos a chama, de geometria e carregamento axissimétricos, de acordo com as equações de equilíbrio teóricas e com as normas ASME Boiler and Pressure Vessels Code, Secção VIII, Divisão 1.

- Conhecer os principais processos de fabrico de reservatórios sob pressão, incluindo o teste hidrostático, os tratamentos térmicos de alívio de tensões e os ensaios de inspeção não destrutiva.

- Saber dimensionar placas retangulares finas, apoiadas, através do Método de Navier e de Rayleigh-Ritz.

Caracterização geral

Código

3676

Créditos

6.0

Professor responsável

António José Freire Mourão, Rui Fernando dos Santos Pereira Martins

Horas

Semanais - 4

Totais - 56

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não são necessários quaisquer requisitos.

Bibliografia

Schwamb, Merril, James & Doughtie, "Nociones de Mecanismos", Ed. Aguilar S.A. 

Sclater, N., Chironis, N., MECHANISMS AND MECHANICAL DEVICES, SOURCEBOOK, Fourth Edition, McGraw-Hill, 2007

Bednar, Henry H., "Pressure vessel design handbook", Ed. Van Nostrand Reinhold Company (1991)

Ugural, Ansel C., "Stresses in plates and shells", 2a Edição, McGraw-Hill International Editions (1999)

Elementos bibliográficos fornecidos pelo docente, nomeadamente: slides, enunciados de exercícios, etc.

Método de ensino

O método de ensino utilizado nas aulas teóricas é essencialmente o da exposição oral das matérias, acompanhada com desenhos, esquemas e notas/síntese feitos pelo docente no quadro. São também utilizados meios audiovisuais para a projeção de slides. As aulas práticas são destinadas à resolução de problemas, os quais incidem sobre a matéria dada nas aulas teóricas precedentes. O docente apresenta um problema e resolve-o, de modo a indicar a estratégia de resolução. Posteriormente, outros problemas são apresentados e o docente define um tempo para a sua resolução, acompanhando a evolução dos trabalhos e esclarecendo quaisquer dúvidas. Terminado o tempo previsto, o docente resolve o problema no quadro, explica-o e são debatidas outras abordagens de resolução possíveis.

As aulas lecionadas em Laboratório têm como objectivo o contacto com os equipamentos existentes no Laboratório de Projecto de Máquinas. A realização de um trabalho/projeto permite a revisão e a aplicação de parte da matéria lecionada ao longo do semestre.

Método de avaliação

A avaliação dos alunos é feita através de duas Componentes de Avaliação, nomeadamente: Avaliação Teórico-Prática, que inclui a realização de dois testes, T1 e T2, e Avaliação Laboratorial ou de Projeto, que inclui a realização de um trabalho prático, TC.

A classificação final, NF, obtida através do processo de avaliação contínua, será calculada de acordo com a seguinte fórmula:

NF = 0,35 x T1 + 0,35 x T2 +  0,3 x TC

em que T1 e T2 representam as classificações, arredondadas às centésimas, obtidas nos testes 1 e 2, respetivamente, enquanto que TC representa a classificação, arredondada às centésimas, obtida no trabalho prático.

A aquisição de frequência, válida por um ano, depende da obtenção de uma classificação igual ou superior a 9,50 valores no trabalho prático.

No que se refere à Componente de Avaliação Teórico-Prática (testes), é necessária a obtenção de uma média aritmética, de valor igual ou superior a 9,50 valores.

O trabalho prático deve ser feito preferencialmente em grupo (nº máximo de alunos/grupo: 3).

Caso o/a aluno(a) não atinja a classificação mínima requerida na Componente de Avaliação Teórico-Prática durante o período de avaliação contínua, mas tenha obtido frequência na Unidade Curricular, o/a aluno(a) poderá fazer exame nas Épocas de Recurso, Especial e Extraordinária.

O exame estará dividido em duas partes, Exame(T1) e Exame(T2), relativas às matérias dos dois testes realizados durante o período de avaliação contínua. A fórmula de cálculo da classificação final, caso o aluno faça Exame de Recurso, será uma das três seguintes:

NF = 0,35 x Exame(T1) + 0,35 x Exame(T2) + 0,3 x TC

NF = 0,35 x Exame(T1) + 0,35 x T2 + 0,3 x TC

NF = 0,35 x T1 + 0,35 x Exame(T2) + 0,3 x TC

em que Exame (T1) e Exame(T2) representam as classificações, arredondadas às centésimas, obtidas no Exame (testes 1 e 2, respectivamente), enquanto que TC representa a classificação, arredondada às centésimas, obtida no trabalho prático.

É exigida a obtenção de uma média aritmética, de valor igual ou superior a 9,50 valores, das classificações obtidas em Exame(T1) e Exame(T2), ou Exame(T1) e T2, ou T1 e Exame(T2).

Durante o teste 2 e o Exame(teste 2), é permitido utilizar três folhas de formulário exclusivamente relacionadas com a matéria de envólucros delgados e placas. O formulário deve ser manuscrito.

Conteúdo

Teoria dos mecanismos e máquinas: cinemática e dinâmica das máquinas. Utilização de formulação cartesiana, de métodos gráficos e semi-gráficos para  fazer a análise dos deslocamentos, velocidades e acelerações dos elementos de ligação constituintes de mecanismos. Métodos gráficos de síntese de mecanismos planos para duas e três posições coordenadas.  Simulação numérica de máquinas utilizando programas de Engenharia Assistida por Computador, tais como o SolidWorks, o CosmosMotion e o Simulation/Ansys.

Reservatórios sob Pressão: equações de equilíbrio de tensões e de extensões de cascas finas, não sujeitas a chama, com geometria e carregamento axissimétricos. Introdução às normas de dimensionamento de reservatórios sob pressão, nomeadamente: ASME Boiler and Pressure Vessels Code, Secção VIII, Divisão 1 e EN13445- Unfired pressure vessels.

Placas: dimensionamento de placas finas através do Método de Navier e de Rayleigh-Ritz.

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: