Simulação Numérica de Processos de Fabrico

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
Projecto: 50.0%
Resolução de problemas: 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.