Estruturas Aeronáuticas

Conhecimentos de Base Recomendados

Para frequentar esta cadeira, os estudantes devem possuir os conhecimentos de Elasticidade e Plasticidade, Resistência de Materiais; Álgebra Linear e Mecânica Aplicada.

Métodos de Ensino

Cada aula teórica será dividida em duas partes: numa primeira parte (30 mn) serão tiradas dúvidas sobre a matéria que foi apresentada na aula anterior e que os alunos devem ter estudado em casa; seguidamente será apresentada a matéria que deve ser estudada para a aula seguinte (1:30 hora). Nas aulas teórico-práticas a primeira parte (30 mn) será utilizada para esclarecimento de dúvidas e, seguidamente, será resolvido um ou mais problemas ilustrativos da matéria e será distribuído um ou mais problemas para serem resolvidos em casa. 

Resultados de Aprendizagem

Esta unidade curricular pretende apresentar-se como fator de união entre a aprendizagem de conhecimentos de base e a sua aplicação na resolução de problemas reais. Assim, deve demonstrar a necessidade de modelar a realidade em termos matemáticos, de introduzir hipóteses simplificadoras e de utilizar formulações alternativas. Deve proporcionar uma visão global dos modelos numéricos que podem ser utilizados na modelação de diversos componentes estruturais como barras, veios, vigas, membranas, placas e cascas. Procura também destacar o papel da modelação numérica, baseada no método dos elementos finitos, no apoio à tomada de decisões e na melhoria da qualidade do projeto. Deve também abordar as relações constitutivas em elasticidade anisotrópica e o comportamento ao nível macromecânico de estruturas compósitas. 

Estágio(s)

Não

Programa

1. Resolução de sistemas hiperestáticos pelo método das forças:Definição do grau de hiperestaticidade; Definição de equações canónicas; Aplicação de propriedades de simetria de estruturas e de sistemas de forças;

2. Formulação e resolução do problema de barras, veios e vigas. Formulação do problema: Formulação diferencial; Formulação integral fraca. Resolução do problema: Métodos analíticos; Métodos numéricos: desenvolvimento e aplicação de elementos finitos.

3. Modelos cinemáticos utilizados no método dos elementos finitos: modelos de estruturas reticuladas, modelos em estados planos, modelos de placas, cascas e estruturas tridimensionais. Equação de equilíbrio para cascas: casca cilíndrica; casca esférica.

4. Introdução aos materiais compósitos.

5. Comportamento macromecânico de lâminas: anisotropia elástica, relações constitutivas de materiais anisotrópicos, monoclínicos, ortotrópicos, transversalmente isotrópicos e isotrópicis, efeitos higrotérmicos.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Relatório de seminário ou visita de estudo: 20.0%
Exame: 80.0%

Bibliografia

M.A. Neto, A. Amaro, L. Roseiro, J. Cirne, R. Leal, Engineering computation of structures: the finite element method, Springer, https://www.springer.com/gp/book/9783319177090, 2015.

 R.P. Leal, Mecânica de Sólidos (Apontamentos da disciplina), DEM, 2005/6

 Ana P.B. Martins Amaro; Maria Augusta Neto; Ricardo Nuno M. S. Branco Reistência de Materiais– 2022; Publicação didática DEM/UC

 I.H. Shames e C.L. Dym, Energy and finite element methods in structural mechanics, McGraw Hill, 1985.

 J.N. Reddy, An introduction to the finite element method, McGraw Hill, 1986.

 L.J. Segerlind, Applied finite element analysis, John Wiley and Sons, 1984.

 R.P. Leal (2005). Materiais Compósitos. Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Coimbra.                 A.K. Kaw (2006). Mechanics of Composite Materials. CRC Press. ISBN 0849313430.

 I.M. Daniel, O. Ishai (2006). Engineering Mechanics of Composite Materials. Oxford University Press. ISBN: 9780.