Comportamento Mecânico de Materiais

Conhecimentos de Base Recomendados

Ciência dos Materiais, Mecânica Aplicada, Resistência de Materiais, Introdução ao Projeto Mecânico.

Métodos de Ensino

Nas aulas teóricas faz-se a apresentação e desenvolvimento dos tópicos que correspondem ao conteúdo programático da disciplina. As aulas teórico-práticas pretendem consolidar os conceitos ensinados nas aulas teóricas com base em problemas concretos e simultaneamente incentivar a participação ativa dos estudantes através da autoaprendizagem e autocrítica ao propor estratégias para a sua resolução. Os estudantes também participam num número limitado de aulas práticas de laboratório sobre ensaios mecânicos onde terão de elaborar relatórios.

Resultados de Aprendizagem

Pretende-se transmitir aos estudantes o conhecimento técnico-científico atual sobre o comportamento mecânico dos materiais, nomeadamente: a fratura frágil e dúctil, a fadiga e ainda a interação dos materiais com o meio, particularmente a fluência e a corrosão sob tensão. Será também abordada a fratura e fadiga em materiais compósitos. São transmitidos os conhecimentos necessários para o dimensionamento de componentes de média complexidade sujeitos a cargas estáticas e à fadiga. Os estudantes deverão adquirir as competências para compreender os fenómenos descritos e agir de forma autónoma em atividades de controlo de qualidade, projeto e seleção de materiais, análise crítica de peças com defeitos e manutenção.

Estágio(s)

Não

Programa

Fratura dos materiais: Fator de intensidade de tensão; Plastificação na extremidade da fenda; Tenacidade à fratura; Parâmetros elasto-plásticos: CTOD e Integral J; Determinação experimental de K1c, do CTOD e do integral J; Fratura interlaminar de materiais compósitos; Diagrama de avaliação de falha e “crack driving force”. Fadiga dos materiais: Avaliação de danos usando a abordagem local de tensão-deformação; Curvas de propagação de fendas; Noção de fecho da fenda e Limiar de propagação; Leis da propagação; Efeito de sobrecargas; Corrosão sob tensão e Curvas da/dt-K; Fadiga com corrosão; Iniciação de fendas a partir de entalhes. Fadiga em materiais compósitos: caracterização do dano e principais parâmetros. Fluência: Ensaios de fluência; Fluência para vidas longas; Relaxação de tensões; Tensões e deformações na flexão pura de uma barra de secção retangular. Desgaste: Topografia das superfícies; Desgaste por: abrasão, adesão e erosão.

Docente(s) responsável(eis)

Paulo Nobre Balbis dos Reis

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho de síntese: 10.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 15.0%
Exame: 75.0%

Bibliografia

Broeck, D., (1986) Elementary Engineering Fracture Mechanics. 4^th edition, Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht - Netherlands.

Hertzberg, Richard W., Vinci, Richard P., Hertzberg, Jason L. (2020) Deformation and Fracture Mechanics of Engineering Materials, 6^th edition, John Wiley & Sons Ltd. United States of America.

Barsom, J.M., Rolfe, S.T. (1999) Fracture and Fatigue Control in Structures: Applications of Fracture Mechanics, 3^rd edition, ASTM International, West Conshohocken, Pennsylvania - EUA.

Talreja, R., Varna, J. (2023) Modeling damage, fatigue and failure of composite materials, 2^nd edition, Woodhead Publishing, Sawston, Cambridge - United Kingdom.

Spagnoli, A. (2020) Fatigue and Fracture of Non-metallic Materials and Structures. MDPI - Multidisciplinary Digital Publishing Institute, Basel - Switzerland.