Dimensionamento de estruturas metálicas por elementos finitos

Conhecimentos de Base Recomendados

Os pré-requisitos desta disciplina são os correspondentes à candidatura ao curso de Mestrado CMM.

Métodos de Ensino

Aulas expositivas, incluindo exemplos numéricos resolvidos com uso de computador existente na sala de aulas. São propostos dois trabalhos obrigatórios no início do curso que deverão ser entregues até três semanas após o curso terminar.

Resultados de Aprendizagem

O objectivo da disciplina é a introdução de metodologias de cálculo por elementos finitos de torres eólicas metálicas. Pretende-se dar aos alunos uma compreensão do comportamento das torres tubulares em aço para turbinas eólicas, utilizando métodos analíticos e numéricos para o dimensionamento.

O curso é concebido para dar aos alunos as seguintes competências:

 - Compreensão dos fenómenos de instabilidade e da teoria subjacente.

 - Compreensão e conhecimento sobre como projectar e verificar a segurança de uma torre de acordo com

   Eurocódigos.

 - Compreender conceitos básicos de fabricação e manutenção de diferentes tipos de torres.

 - Compreender o comportamento e os elementos básicos do projeto de melhores práticas de ligações aparafusadas;

 - Conhecimento de como é realizada a análise e interpretação dos resultados obtidos por elementos finitos.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução ao potencial de energia eólica

2. Acções e critérios de dimensionamento

Turbina. Conceitos estruturais da torre em aço, híbrida, treliçada ou em betão. Custos, preferências. Comparação entre conceitos diferentes. Regras, normas, recomendações, orientações. Tipos de acções. Carga de fadiga. Aplicação de acções de projeto em modelos FE.

3. Ligações

Verificações de segurança. Calculo de ligações aparafusadas. Ligação de atrito. Detalhe estrutural. perdas de pré-esforço.

4. Estabilidade de cascas

Conceito de estabilidade elástica. Fenómenos de instabilidade; Conceitos básicos e modelos; modos de instabilidade simples e acopladas; sensibilidade imperfeição; métodos de análise. Cascas cilíndricas circulares, Modelação EF. Abordagem de projeto.

5. Fundação

Conceitos gerais sobre possíveis soluções.

6. Fabrico, montagem e manutenção.

Descrição do processo de produção. Tolerâncias. Transporte e montagem. Limites de tamanho.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Apresentação de dois trabalhos obrigatórios que deverão ser entregues até três semanas após o curso terminar.: 100.0%

Bibliografia

1.    EN 1990 (2002). "Eurocode - Basis of structural design", CEN, European Committee for standardization, Brussels, Belgium.
2.    Eurocode 3 - Design of steel structures - 2005, Fatigue, European Committee for Standardization (CEN), Technical Committee 250, Subcommittee 3, Brussels.
3.    GL Wind Guideline, 2004, Guideline for the Certification of Wind Turbines, Germanischer Lloyd WindEnergie GmbH, Hamburg, Germany.
4.    International Electrotechnical Commission – INTERNATIONAL STANDARD IEC61400-1: Wind turbines, design requirements, Geneve, 2005.
5.    Burton T, Sharpe D, Jenkins N and Bossanyi E. – Wind energy handbook (Chichester: Wiley), 2001
6.    Hansen, M.O.L. – Aerodynamics of Wind Turbines, 2nd edition, Earthscan, UK, 2008.
7.    Hau, E. – Wind Turbines – Fundamentals, technologies, application, economics, Springer, Berlin, 2006