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 José Freire Mourão, 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 projeto 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 projetar sistemas mecânicos simples;
- Saber projetar 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 inspeção não destrutiva.
- Saber dimensionar placas retangulares 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, Merril, James & Doughtie, "Nociones de Mecanismos", Ed. Aguilar S.A.
Sclater, N., Chironis, N., MECHANISMS AND MECHANICAL DEVICES, SOURCEBOOK, Fourth Edition, McGraw-Hill, 2007
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)
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 projeção 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 lecionada 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 às centésimas, obtidas nos testes 1 e 2, respetivamente, enquanto que TL e TC representam as classificações, arredondadas às centésimas, obtidas no trabalho laboratorial e no trabalho computacional, respetivamente.
A aquisição de frequência, válida por um ano, depende da obtenção de uma classificação igual ou superior a 9,50 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 9,50 valores, das classificações obtidas nos dois testes.
O teste 1 e o trabalho laboratorial/computacional 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/a aluno(a) 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/a aluno(a) 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 uma das três seguintes:
NF = 0,25 x Exame(T1) + 0,25 x Exame(T2) + 0,25 x TL + 0,25 x TC
NF = 0,25 x Exame(T1) + 0,25 x T2 + 0,25 x TL + 0,25 x TC
NF = 0,25 x 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 às centésimas, obtidas no Exame(testes 1 e 2, respectivamente), enquanto que TL e TC representam as classificações, arredondadas às centésimas, obtidas no trabalho laboratorial e no trabalho computacional, respectivamente. É exigida a obtenção de uma média ponderada, de valor igual ou superior a 9,50 valores, das classificações obtidas em Exame(T1) e Exame(T2), ou Exame(T1) e T2, ou T1 e Exame(T2).
Durante o teste 2 e o Exame(teste 2), é permitido utilizar três folhas de formulário exclusivamente relacionadas com a matéria de envólucros delgados e placas. O formulário deve ser manuscrito.