A Área de Mecânica dos Sólidos no DEMEC - EE- UFRGS

Apresentação em tema: "A Área de Mecânica dos Sólidos no DEMEC - EE- UFRGS"— Transcrição da apresentação:

1 A Área de Mecânica dos Sólidos no DEMEC - EE- UFRGS
na Web: www-gmap.mecanica.ufrgs.br DEMEC - EE - UFRGS Copyright, © Prof. Rogério J. Marczak

2 Metodologia Moderna De Projeto Mecânico

3 Área de concentração: Mecânica dos Sólidos
Constituída por um conjunto de disciplias regulamentadas do curso de graduação em Engenharia Mecânica da UFRGS que objetiva disciplinar o futuro engenheiro na abordagem, análise e solução de problemas relacionados à Mecânica dos Sólidos. Cumprimento de disciplinas obrigatórias e eletivas.

4 Objetivo: Desenvolver no estudante subsídios que o capacitem para atividades modernas de concepção, projeto, análise e solução de quaisquer componentes com função estrutural, sejam de natureza sintética ou orgânica, submetidos a quaisquer efeitos que causem solicitação e/ou resposta estática ou dinâmica.

5 Função Estrutural Qualquer papel relacionado à transmissão ou suporte de esforços, movimentos ou ações a fim de satisfazer um ou mais critérios técnicos: dimensões, material, resistência, custo, peso, disposição, fabricação, operação etc.

6 Áreas básicas Cálculo integral / equações diferenciais.
Mecânica dos corpos rígidos. Mecânica dos corpos deformáveis. Propriedades dos materiais. Mecânica experimental. Mecânica computacional.

7 Campos de atuação Elementos de máquinas Turbinas e reatores Mecanismos
Estruturas mecânicas Vasos de pressão Veículos terrestres Veículos aeroespaciais Turbinas e reatores Armamentos Implementos agrícolas Transporte de material Biomecânica Etc.

8 Currículo Mecânica dos Sólidos no DEMEC:
Área relativamente nova. Novos professores e laboratórios: Dedicação à pesquina e extensão nesta área. Alterações e inclusões no currículo: Curso moderno Mercado de trabalho Disciplinas eletivas: Acompanham o progresso da área Especialização do profissional

9 Home-page do GMAp:

10 Disciplinas obrigatórias
ENG Mecânica para Eng. Mecânicos ENG Mecânica dos Sólidos I ENG Mecânica dos Sólidos II ENG Vibrações I ENG Medições Mecânicas ENG Análise Estrutural Avançada I ENG Trabalho de diplomação

11 Disciplinas eletivas ENG03005 - Mecânica dos Sólidos III
ENG Tóp. Esp. em Mec. dos Sólidos ENG Introd. Mec. da Fratura e Fadiga ENG Análise de Sistemas Mecânicos ENG Vasos de Pressão ENG Vibrações II ENG Ensaios Mecânicos ENG Ensaios Não-Destrutivos ENG Confiabilidade em Engenharia

12 Disciplinas eletivas (novas)
ENG Dinâmica de Máquinas ENG Mecânica dos Sólidos IV ENG Dinâmica de Veículos ENG Resist. dos Materiais Avançada ENG Introdução à Tribologia ENG Métodos Gerenciais em Manutenção ENG História da Engenharia

13 MECÂNICA DOS CORPOS RÍGIDOS:
Forças e momentos:

14 Atrito: Balística:

15 MECÂNICA DOS CORPOS DEFORMÁVEIS:
Teorias estruturais típicas: Barras Vigas Placas Cascas Membranas

16 Em princípio, todo problema é 3D (ou 2D)

17 Relação custo × benefício do uso de teorias estruturais
A aplicação de teorias estruturais pode levar a simplificações do problema:

18 Resultados típicos da teoria de vigas:

19 Resultados típicos da teoria da elasticidade:
Ponto crítico

20   E as coisas ainda podem ser dinâmicas:
V a r i á v e l T m p o D n â c E s t Deslocamentos, velocidades e acelerações...

21 3 4 5 6 A B Semestre Mecânica Eng. Mec. Mecânica dos Sólidos I
ABC Introd. Eng. Mecânica 3 Física I-C Cálculo Geom. Analítica IIA Álgebra Linear I-A ENG03003 Mecânica dos Sólidos I Cálculo Numérico 4 6 AB Eletricidade Mat. de Constr. Mecânica I-A ENG03004 Mecânica dos Sólidos II 5 6 U 4 U ENG03374 Vibrações 4 ABC ENG03353 Medições Mecânicas 6 A B

22 Mecânica dos Sólidos III
Semestre A B ENG03005 Mecânica dos Sólidos III ENG03002 Análise Est. Avançada 4 U 4 U 6 ENG03372 Vasos de Pressão ENG03376 Ensaios Mecânicos 3 U 7 3 U ENG03377 Ensaios Não-Destrut. 8 3 U

23 Introd. Fratura e Fadiga
Semestre A ENG03002 ENG03012 Tóp. Esp. Mec. Sólidos ENG03375 Vibrações II 9 3 U 3 U ENG03022 Introd. Fratura e Fadiga ENG03024 Análise de Sist. Mec. 3 U 3 U ENG01168 Confiabilidade na Eng. ENG03381 Trab. de Diplomação 10 4 U 4 U

24 ENG03104 - Mecânica para Eng. Mecânicos:

25 ENG03104 - Mecânica para Eng. Mecânicos:

26 ENG03104 - Mecânica para Eng. Mecânicos:

27 Seções transversais típicas:
ENG Mecânica dos Sólidos I Barras e vigas: Seções transversais típicas: Linha centroidal

28 Deflexão elástica sob equilíbrio estável.
M q Contato ?

29 Falha por escoamento Escoamento à temperatura ambiente: s Material
Geometria Carregamento Escoamento ? Projeta-se para que as tensões nos pontos críticos não ultrapassem sesc.

30 ENG03004 - Mecânica dos Sólidos II
Barras Vigas Placas Cascas Membranas

31 Estruturas complexas:

32 Flambagem Comportamento ideal u P Coluna imperfeita

33 Sistemas não-amortecidos
ENG Vibrações I Sistemas não-amortecidos Sistemas amortecidos

34 Resposta dinâmica de sistemas mecânicos:
Efeito da massa: Efeito da rigidez: Efeito do amortecimento:

35 Diagnóstico e manutenção de equipamentos:

36 ENG03353 - Medições Mecânicas
Extensometria: Medição de grandezas físicas (deslocamento, pressão, torque, deformação, tensão, voltagem, amperagem etc.) e transdutores correlatos.

37 Solução aproximada (MEF):
ENG Análise Estrutural Avançada Método dos Elementos Finitos (MEF) Utilização de softwares Solução de problemas complexos de engenharia Solução “exata”: Solução aproximada (MEF):

38 Exemplos: 4000 elementos de placa 966 elementos de viga

39 Exemplos:

40 Exemplos:

41 Exemplos:

42 Exemplos:

43 Exemplos:

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45 ENG03376 - Ensaios Mecânicos
Ensaio de tração/compressão: Ourtos ensaios (torção, flexão, dobramento etc.) F u

46 Diagrama s  e : s e A B C A - Regime elástico B+C - Regime plástico
A - Região linear B - Acomodação plástica C - Estricção A - Regime elástico B+C - Regime plástico e A B C

47 ENG Vasos de Pressão Responsabilidade (riscos ambientais e humanos) Normas

48 ENG03022 - Introd. Mec. Fratura e Fadiga
01/04/2017 ENG Introd. Mec. Fratura e Fadiga Formação de trincas: Estágio I Estágio II

49 Ensaios de fadiga: Tração-compressão (push-pull):
Flexão rotativa (rotating bending): x x

50 Curva de vida do material:
N sam 600 200 300 500 400 100 [Mpa] 104 105 106 107 108 109 Aço inox 18Cr 9Ni Aço SAE1035 Alumínio 2024-T4

51 Ensaios de fadiga de componentes mecânicos:
Vida útil aceitável?

52 ENG03024 - Análise de Sistemas Mecânicos

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55 Nós de controle

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