Dinâmica de Sistemas Multicorpo

Ano
1
Ano lectivo
2021-2022
Código
02040719
Área Científica
Ciências de Engenharia Mecânica
Língua de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Obrigatória
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Mecânica Aplicada, análise matemática, álgebra e métodos numéricos.

Métodos de Ensino

Os conteúdos teóricos desta unidade curricular serão expostos através de aulas ilustradas com casos práticos. Os estudantes serão motivados para aplicar as competências adquiridas através de atividades teórico-práticas associadas à utilização de programas de sistemas de multicorpo, incluindo a análise e discussão de resultados. A partilha de experiências profissionais relevantes será encorajada ao longo destas atividades.

Resultados de Aprendizagem

Esta unidade curricular visa acelerar o processo de inovação, reduzir custos de desenvolvimento e aumentar a qualidade dos produtos de engenharia. Procura avaliar a eficiência de um projeto, utilizando as metodologias de simulação de sistemas multicorpo, para diminuir o número de protótipos, evitando surpresas desagradáveis no ciclo de desenvolvimento, e fornecendo respostas rápidas às alterações de última hora. No final desta unidade curricular, os alunos deverão estar aptos a:

1) Identificar e definir o conceito de sistema multicorpo;

2) Definir os vários tipos de coordenadas, constrangimentos cinemáticos e as equações de movimento de sistemas multicorpo com constrangimentos;

3) Conhecer e utilizar um programa comercial que permita simular sistemas multicorpo e calcular as coordenadas e as forças generalizadas.

4) Analisar criticamente os resultados numéricos obtidos com base numa, qualquer, modelação e tentar encontrar soluções alternativas.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução aos conceitos fundamentais dos sistemas multicorpo: a) Sistemas de referência; b) Mecânica da partícula; c) Mecânica dos corpos rígidos; d) movimento constrangido.

2. Formulação Análise dinâmica de sistemas multicorpo rígidos: a) equações da cinemática de corpos rígidos em coordenadas cartesianas; b) equações do movimento de sistemas de corpos rígidos; c) equações do movimento de sistemas multicorpo;

3. Resolução das equações do movimento de sistemas multicorpo: constrangimentos redundantes.

4. Integração numérica das equações do movimento:

5. Métodos de controlo da violação de constrangimentos: Método de estabilização de Baumgarte; Formulação de Lagrange aumentada; Partição de coordenadas.

6. Formulação e análise de exemplos de aplicação de sistemas multicorpo: sistema biela manivela; mecanismo de quatro barras.

7.Equações do movimento de sistemas multicorpo flexíveis

Métodos de Avaliação

Avaliação
Resolução de problemas: 30.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

[1] Shabana,A. A., Dynamics of multibody systems, Third Edition, Cambridge University Press 2005.

[2] Nikravesh, P. E., Computer Aided Analysis of Mechanical Systems, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1998.

[3] Neto, M. A., Optimização de sistemas dinâmicos multicorpo flexíveis em materiais compósitos, Universidade de Coimbra, Março de 2006. https://ap1-dev.uc.pt/handle/10316/1985.

[4] Neto, M.A.; Amaro, A.; Roseiro, L.; Cirne, J.; Leal, R., Engineering computation of structures: the finite element method. Springer, 2015