Métodos Computacionais em Engenharia Mecânica

Objetivos

A disciplina de Métodos Computacionais em Engenharia Mecânica pretende dotar o aluno com conhecimentos teóricos e experiência de programação ao nível da simulação numérica por elementos finitos de sistemas mecânicos estáticos e dinâmicos. Esta é uma ferramenta importante na prática da engenharia mecânica pois basicamente a análise estrutural moderna em ambiente académico, empresarial ou industrial é assistida por computador (CAE, Computer Aided Engineering). Por este motivo, a disciplina coloca os alunos em contato, por um lado, com um software comercial de referência de elementos finitos (ANSYS). Por outro lado, toda a parte de programação é realizada em ambiente OCTAVE para que o aluno desenvolva capacidades próprias de geração de código feito à medida das necessidades dos problemas que possam surgir na prática da engenharia.

 

Caracterização geral

Código

8452

Créditos

6.0

Professor responsável

António Paulo Vale Urgueira, Pedro Samuel Gonçalves Coelho

Horas

Semanais - 4

Totais - A disponibilizar brevemente

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não tem

Bibliografia

An Introduction to the Finite Element Method

J.N. Reddy

McGraw-Hill

Problemas de Elementos Finitos em MATLAB

A.J.M. Ferreira

Fundação Calouste Gulbenkian

Método dos Elementos Finitos - Técnica de Simulação Numérica em Engenharia

Teixeira-Dias, Pinho-da-Cruz, Fontes Valente e Alves de Sousa

ETEP

Método de ensino

Aulas teóricas e aulas laboratoriais estão programadas. Nas aulas téoricas são dadas notas no quadro assim como também apresentações em powerpoint. No laboratório os estudantes interagem com computadores pessoais e o sofware instalado (OCTAVE e ANSYS).

Método de avaliação

A avaliação contínua consta de dois trabalhos e um teste.

1º Trabalho ( TR1 ) – Trabalho individual.

2º Trabalho ( TR2 ) – Trabalho de grupo.

Teste ( T ) – Teste escrito de avaliação individual.

Frequência - obtida através da submissão dos dois trabalhos: TR1 e TR2.

Os trabalhos requerem a elaboração de relatórios. Para obter aprovação na disciplina através de avaliação contínua o aluno deverá obter frequência e também a seguinte média ponderada deve ser positiva:

0,4 x TR1 + 0,3 x TR2 + 0,3 x T >= 9,5val

No caso do aluno reprovar na avaliação contínua precisa de ter a frequência para ir a Exame (E) e também a seguinte média ponderada deve ser positiva:

0,4 x TR1 + 0,3 x TR2 + 0,3 x E >= 9,5val

O aluno não poderá repetir os trabalhos na época de exame, contam as notas que obteve na avaliação contínua. O exame E tem nota mínima de 9,5val. Os trabalhos TR1 e TR2 terão sido obrigatoriamente realizados durante a avaliação contínua da disciplina.

Conteúdo

Revisão de álgebra linear e, em particular, de notação indicial no cálculo vectorial/matricial. Introdução ao método dos elementos finitos. Elemento finito de barra e viga. Assemblagem. Transformação de coordenadas. Análise estática, dinâmica, de instabilidade e harmónica. Programação de código de elementos finitos em OCTAVE utilizando, como exemplo, aplicações de estruturas reticuladas. Utilização do programa comercial de elementos finitos ANSYS e introdução à linguagem de programação APDL. Comparação de resultados obtidos entre OCTAVE e ANSYS. Resolução de problemas de elasticidade plana pelo método dos elementos finitos. Elemento finito de placa, casca e também sólido. Elementos isoparamétricos. Regras de integração numérica. Qualidade da malha de elementos finitos, malhagem e Remalhagem. Análises de plasticidade. Análise transiente. Aplicações estruturais a duas e três dimensões utilizando o ANSYS.

 

 

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: