A Área de Mecânica dos Sólidos no DEMEC - EE- UFRGS na Web: www-gmap.mecanica.ufrgs.br DEMEC - EE - UFRGS Copyright, 1999-2000 © Prof. Rogério J. Marczak

Metodologia Moderna De Projeto Mecânico

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.

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.

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.

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

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.

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

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Disciplinas obrigatórias ENG03104 - Mecânica para Eng. Mecânicos ENG03003 - Mecânica dos Sólidos I ENG03004 - Mecânica dos Sólidos II ENG03374 - Vibrações I ENG03353 - Medições Mecânicas ENG03002 - Análise Estrutural Avançada I ENG03381 - Trabalho de diplomação

Disciplinas eletivas ENG03005 - Mecânica dos Sólidos III ENG03012 - Tóp. Esp. em Mec. dos Sólidos ENG03022 - Introd. Mec. da Fratura e Fadiga ENG03024 - Análise de Sistemas Mecânicos ENG03372 - Vasos de Pressão ENG03375 - Vibrações II ENG03376 - Ensaios Mecânicos ENG03377 - Ensaios Não-Destrutivos ENG01168 - Confiabilidade em Engenharia

Disciplinas eletivas (novas) ENG03028 - Dinâmica de Máquinas ENG03029 - Mecânica dos Sólidos IV ENG03031 - Dinâmica de Veículos ENG03034 - Resist. dos Materiais Avançada ENG03035 - Introdução à Tribologia ENG03037 - Métodos Gerenciais em Manutenção ENG03038 - História da Engenharia

MECÂNICA DOS CORPOS RÍGIDOS: Forças e momentos:

Atrito: Balística:

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

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

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

Resultados típicos da teoria de vigas:

Resultados típicos da teoria da elasticidade: Ponto crítico

  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...

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

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

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

ENG03104 - Mecânica para Eng. Mecânicos:

ENG03104 - Mecânica para Eng. Mecânicos:

ENG03104 - Mecânica para Eng. Mecânicos:

Seções transversais típicas: ENG03003 - Mecânica dos Sólidos I Barras e vigas: Seções transversais típicas: Linha centroidal

Deflexão elástica sob equilíbrio estável. M q Contato ?

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

ENG03004 - Mecânica dos Sólidos II Barras Vigas Placas Cascas Membranas

Estruturas complexas:

Flambagem Comportamento ideal u P Coluna imperfeita

Sistemas não-amortecidos ENG03374 - Vibrações I Sistemas não-amortecidos Sistemas amortecidos

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

Diagnóstico e manutenção de equipamentos:

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

Solução aproximada (MEF): ENG03002 - Análise Estrutural Avançada Método dos Elementos Finitos (MEF) Utilização de softwares Solução de problemas complexos de engenharia Solução “exata”: Solução aproximada (MEF): 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Exemplos: 4000 elementos de placa 966 elementos de viga

Exemplos:

Exemplos:

Exemplos:

Exemplos:

Exemplos:

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

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

ENG03372 - Vasos de Pressão Responsabilidade (riscos ambientais e humanos) Normas

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

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

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

Ensaios de fadiga de componentes mecânicos: Vida útil aceitável?

ENG03024 - Análise de Sistemas Mecânicos

Nós de controle