Simulação Numérica de Processos de Fabrico

Ano
2
Ano lectivo
2021-2022
Código
02040848
Área Científica
Ciências de Engenharia Mecânica
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Programação de Computadores, Desenho Técnico, Álgebra Linear, Métodos Numéricos e Computacionais, Elasticidade e Plasticidade, Termodinâmica, Mecânica dos Sólidos, Processos de fabrico, Transmissão de Calor, Mecânica dos Fluidos.

Métodos de Ensino

Aulas de exposição dos conteúdos definidos no programa e aulas práticas com utilização das ferramentas numéricas disponíveis no DEM, nomeadamente programas de simulação numérica com o método dos elementos finitos. Resolução de problemas de forma autónoma, com recurso a estas ferramentas numérica, que estimulam a integração dos conhecimentos. Realização de um projecto que envolve o desenvolvimento de um modelo de simulação numérica de um processo de conformação por deformação plástica e sua subsequente utilização na seleção de parâmetros de processo.

Resultados de Aprendizagem

Esta unidade curricular centra-se na simulação numérica de processos de fabrico, que se caracterizam por serem problemas não lineares. No final o aluno deverá ser capaz de identificar: (1) os tipos de não linearidades; (2) os tipos de formulações cinemáticas e métodos de integração; (3) os modelos constitutivos de descrição do comportamento mecânico dos materiais deformáveis; (4) os tipos de discretização espacial (corpos deformáveis e rígidos); passíveis de serem utilizados para diferentes processos tecnológicos. O aluno deverá também ser capaz de desenvolver um modelo de simulação numérica de um processo de conformação por deformação plástica.

Pretende-se ainda com esta unidade curricular contribuir para o desenvolvimento das seguintes competências genéricas no aluno: aplicação prática de conhecimentos teóricos; comunicação oral e escrita; conhecimentos de informática; raciocínio crítico e aprendizagem autónoma; adaptabilidade a novas situações; e autocrítica.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução a problemas não lineares. Definição de não linearidades geométricas, materiais e de condições de fronteira.

2. Mecânica dos meios contínuos em grandes deformações. Cinemática das grandes deformações. Formulação estática e dinâmica. Integração temporal implícita e explícita.

3. Comportamento mecânico e termomecânico de materiais. Critérios de plasticidade anisotrópicos e leis de encruamento. Estratégias para a identificação dos parâmetros dos modelos.

4. Tratamento das condições de fronteira evolutivas. Modelação e tratamento numérico de problemas de contacto com atrito. Modelos de atrito.

5. Discretização espacial de corpos deformáveis e rígidos. Tipos de elementos finitos e integração espacial.

6. Importância da validação experimental.

Docente(s) responsável(eis)

Marta Cristina Cardoso de Oliveira

Métodos de Avaliação

Avaliação
Resolução de problemas: 50.0%
Projecto: 50.0%

Bibliografia

 

- M. Schäfer, Computational Engineering – Introduction to Numerical Methods, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006.

- O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, D.D. Fox, The finite element method: for solid & structural mechanics (Seventh Edition), Butterworth-Heinemann, 2014.

- H. Tschaetsch, Metal Forming Practise: Processes – Machines – Tools, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006.

- Taylan Altan (Eds.), Metal Forming Handbook /Schuler, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1998.

- G. Chryssolouris, Manufacturing Systems: Theory and Practice, Springer Science-i-Business Media, Inc., 2006.

- P. Wriggers, Computational Contact Mechanics, Springer Berlin Heidelberg New York, 2001.

- L.E. Malvern, Introduction to the Mechanics of a Continuous Medium, PrenticeHall, 1971

- D. Banabic, Formability of metallic materials: plastic anisotropy, formability testing, forming limits, Springer, Berlin, 2000.