Mecânica dos Materiais I
Objetivos
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
Em virtude da perturbação ocasionada pelo confinamento sanitário decorrente da pandemia COVID-19, o método de avaliação inicialmente definido sofre as seguintes alterações:
A nota final (NF) é obtida da seguinte forma:
- para a situação de avaliação contínua
- (A) NF = 0,50*T1 + 0,50* T2
- para o caso de aprovação em exame final
- (B) NF = NE
em que:
- T1 e T2 são as notas dos testes (avaliação contínua)
- NE é a nota do Exame Final.
As notas dos testes (T1 e T2) corresponderão às que forem obtidas em provas remotas, em suporte Moodle ou outro julgado conveniente pelos docentes em função das condições efectivas que se verifiquem próximo da data de realização da mesma; cada uma das referidas provas poderá, igualmente em função do que os docentes venham a considerar mais fiável, decorrer numa ocasião única, na data inicialmente estipulada no calendário de testes da UC, ou desdobrar-se num conjunto de mini-testes a decorrer em datas vizinhas dessa.
Caso não seja possível, em virtude da evolução da pandemia, realizar os trabalhos laboratoriais, a Frequência da UC será atribuída como resultado da participação das provas de avaliação.
Classificações obtidas em regime de Avaliação à Distância iguais ou superiores a 15 valores poderão estar sujeitas a posterior prova oral.
No restante, e sem prejuízo de eventuais alterações posteriores que venham a tornar-se necessárias face à evolução da situação, adoptam-se as recomendações constantes do Anexo ao Despacho nº 04/2020, de 30 de Março, emanado pelo Sr. Director da FCT/UNL.
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.
- Mecanismos da deformação plástica: