Mecânica dos Sólidos I
Código
3654
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial
Créditos
6.0
Professor responsável
António Paulo Vale Urgueira, João Mário Burguete Botelho Cardoso
Horas semanais
5
Total de horas
98
Língua de ensino
Português
Objectivos
Pretende-se que os alunos adquiram conhecimentos sobre a caracterização dos estados de tensão e de deformação em corpos sólidos sujeitos à acção de forças. São introduzidos os conceitos de vector tensão, de tensor das tensões e de tensor das deformações infinitesimais e é explicado como estas entidades tensoriais se modificam quando ocorrem alterações no referencial usado para os representar. São também ensinados conceitos como o de invariantes do estado de tensão ou de deformação e métodos para determinar as tensões ou deformações principais.
É caracterizado o comportamento genérico dos materiais dúcteis e frágeis e é particularizado o comportamento do aço macio. São apresentadas as relações entre tensão e deformação para materiais com comportamento elástico e linear.
É introduzida a teoria de vigas, definidos os seus limites de aplicabilidade e deduzidas as equações para o cálculo de tensões, deformações e deslocamentos para os casos de vigas submetidas a forças axiais de tracção ou de compressão e também para momentos de torção. Para casos com geometrias mais complexas, que não possam ser analisados como vigas, é feita uma breve referência ao método dos elementos finitos, que é aplicado na resolução de um trabalho prático.
Pré-requisitos
É recomendada a frequência/aprovação da disciplina de Mecânica Aplicada I.
Conteúdo
Elasticidade: Conceito de tensão. Vector tensão. Tensor das tensões. Equações de equilíbrio elementar. Simetria do tensor das tensões. Transformação de coordenadas. Tensões principais. Círculo de Mohr das tensões. Invariantes. Análise das deformações. Tensor das deformações. Tensor das deformações infinitesimais. Composição da deformação. Uso de extensómetros. Direcções principais das extensões. Equações da compatibilidade. Elasticidade linear. Lei de Hooke generalizada. Módulo de Young, coeficiente de Poisson. Isotropia. Estados planos de tensão e extensão. Ensaio de tracção uniaxial. Modelos de comportamento de materiais.
Tracção Compressão: Teoria das peças lineares. Princípio de Saint-Venant. Tracção e compressão de peças lineares. Deformações plásticas. Tensões residuais.
Torção: Tensões e deformações na torção de veios de secção cilíndrica. Deformações plásticas, tensões residuais. Analogia da membrana. Torção de barras de secção não circular. Torção de perfis de parede fina.
Bibliografia
Mecânica dos Materiais, 3ª Edição / Resistência dos Materiais, 4ª Edição
ou Mechanics of Materials, 3th / 4th / 5th / 6th Edition
Ferdinand P. Beer, E. Russell Johnston, Jr., John T. DeWolf, David F. Mazurek (5th / 6th Ed.)
McGraw-Hill
Método de ensino
Aulas teóricas e aulas práticas.
Método de avaliação
A avaliação contínua dos alunos termina no último dia de aulas do semestre e consta de um trabalho de grupo (TR) e de dois testes (T1, T2). Existe também a possibilidade de realizar um exame (E).
O trabalho é obrigatório e conta 20% para a nota final. Para obter frequência e poder apresentar-se a exame ou para obter aprovação por avaliação contínua é necessário ter a classificação do trabalho igual ou superior a 10.
Cada teste tem um peso de 40% na nota final. Para obter aprovação por avaliação contínua na disciplina é necessário que a classificação média obtida nos dois testes seja superior a 9.
Para obter aprovação na avaliação por exame é necessário que a nota de exame seja igual ou superior a 9 valores.
Nota Final (Avaliação Contínua) = 0,4 x (T1 + T2 ) + 0,2 x TR
Nota Final (Exame) = 0,8 x E + 0,2 x TR