Orgãos de Máquinas II
Código
3676
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial
Créditos
6.0
Professor responsável
António Manuel Flores Romão de Azevedo Gonçalves Coelho, Rui Fernando dos Santos Pereira Martins
Horas semanais
4
Total de horas
56
Língua de ensino
Português
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 projecto 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 projectar sistemas mecânicos simples;
- Saber projectar 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 inspecção não destrutiva.
- Saber dimensionar placas rectangulares finas através do Método de Navier e de Rayleigh-Ritz.
Pré-requisitos
n/a
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.
Bibliografia
Schwamb, P., Merril, J. & Doughtie, "Nociones de Mecanismos", Ed. Aguilar S.A. (1985)
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)
Advanced Strength of Materials, den Hartog, McGraw-Hill
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 projecção 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 laboratoriais têm como objectivo o contacto com os equipamentos existentes no Laboratório de Projecto de Máquinas. A realização dos trabalhos laboratoriais permite a revisão e a aplicação de toda a matéria leccionada 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 laboratorial, TL, e de um trabalho computacional, TC.
A classificação final, NF, obtida através de avaliação contínua, será calculada de acordo com a seguinte fórmula:
NF = 0,25 x T1 + 0,25 x T2 + 0,25 x TL + 0,25 x TC
em que T1 e T2 representam as classificações, arredondadas à décima, obtidas nos testes 1 e 2, respectivamente, enquanto que TL e TC representam as classificações, arredondadas à décima, obtidas no trabalho laboratorial e no trabalho computacional, respectivamente.
A aquisição de frequência, válida por um ano, depende da obtenção de uma classificação igual ou superior a 9,5 valores no valor da média ponderada das classificações obtidas nos dois Elementos de Avaliação referentes à Componente de Avaliação Laboratorial ou de Projeto.
No que se refere à Componente de Avaliação Teórico-Prática, é exigida a obtenção de uma média ponderada, de valor igual ou superior a 9,5 valores, das classificações obtidas nos dois testes.
O teste 1 e o trabalho laboratorial devem ser realizados até à 8ª semana do 1º semestre. O trabalho laboratorial e o trabalho computacional podem ser feitos em grupo (nº máximo de alunos/grupo: 3).
Caso o aluno 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 aluno 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, será:
NF = 0,25 x Exame(T1) + 0,25 x Exame(T2) + 0,25 x TL + 0,25 x TC
em que Exame (T1) e Exame(T2) representam as classificações, arredondadas à décima, obtidas no Exame(testes 1 e 2, respectivamente), enquanto que TL e TC representam as classificações, arredondadas à décima, obtidas no trabalho laboratorial e no trabalho computacional, respectivamente. É exigida a obtenção de uma média ponderada, de valor igual ou superior a 9,5 valores, das classificações obtidas em Exame(T1) e Exame(T2).
Durante o teste 1 e o Exame(teste 1), é permitido utilizar três folhas de formulário exclusivamente relacionadas com a matéria de envólucros delgados e placas. O formulário deve ser manuscrito.