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
Pedro Samuel Gonçalves Coelho, Raquel Albuquerque Soares Brás de Almeida
Horas
Semanais - 4
Totais - 56
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 de 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: