Mecânica dos Materiais II
Código
10195
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Ciências dos Materiais
Créditos
6.0
Professor responsável
Jorge Manuel Seixas Boavida Ferreira
Horas semanais
5
Total de horas
98
Língua de ensino
Português
Objectivos
A Mecânica de Materiais II, tem por objectivo o estudo do comportamento mecânico de algumas importantes classes de materiais que não foram consideradas na primeira unidade, de Mecânica de Materiais I, fundamentalmente fluidos e materiais poliméricos. O estudo dos fluidos é iniciado na unidade de Física I, mas a um nível muito elementar, procura-se aqui dar ao aluno uma perspectiva mais abrangente do seu comportamento mecânico. Quanto aos materiais poliméricos, desenvolvem-se os conhecimentos já adquiridos em unidades anteriores, para estudar dois fenómenos de enorme importância prática, muito importantes nas aplicações destes materiais, que são a elasticidade e a viscoelasticidade. Pretende-se que o aluno compreenda estes fenómenos e as características moleculares que estão na sua génese, por forma a conseguir na vida profissional, em ambiente fabril, determinar a estrutura físico-química dos materiais utilizados, que melhor corresponda aos objectivos que se pretendem atingir.
Pré-requisitos
Requer-se uma preparação adequada na área da Física, principalmente em Mecânica Newtoniana, e na área da Matemática, principalmente Geometria euclideana, Cálculo vectorial e Cálculo diferencial e integral. Alguns conhecimentos de Física de polímeros são também requeridos, embora o programa ministrado inclua uma revisão geral sobre esta matéria. O nível de conhecimentos requerido nestas áreas é o que é em princípio adquirido pelos alunos aprovados em anteriores unidades da Licenciatura em Engenharia de Materiais: Análise Matemática I, II e III, Física I, Física de Polímeros.
Conteúdo
Conceitos básicos de Análise tensorial. Estado de tensão num corpo. Tensores da Deformação e da Taxa de deformação. Vorticidade. Princípios gerais: conservação da massa, do momento linear, do momento angular e da energia, segunda lei da Termodinâmica. Equações constitutivas da Elasticidade. Viscoelasticidade: modelos viscoelásticos, curvas mestras, princípio de sobreposição tempo-temperatura, equação WLF. Geometria das deformações e das rotações induzidas. Mecânica de estruturas bidimensionais: filmes e membranas.
Bibliografia
I.M.Ward, J.Sweeney, “An introduction to the Mechanical Properties of Solid Materials”, John Wiley and Sons Ltd, 2004.
N.Phan-Thien, “Understanding Viscoelasticity”, Springer-Verlag, Berlin, 2002
J.B.Ferreira, “Mecânica dos Materiais II”, FCT/UNL, 2011
R. C. Arridge, "Mechanics of Polymers", Clarendon Press, Oxford, 1975
Método de avaliação
Aplica-se um método de avaliação contínua em que, em cada aula teórica e teórico-prática, com excepção de duas aulas teórico-práticas reservadas para trabalhos laboratoriais, alguns alunos são seleccionados ao acaso para expor a matéria teórica definida na aula teórica anterior, ou para resolver problemas de aplicação. Cada uma destas intervenções de um aluno será classificada de 0 a 5 valores. Cada aluno intervém n vezes nesta avaliação, com n≥4, e a sua nota teorico-prática final obtém-se por aplicação da fórmula NTP = 4N/n, onde N é a soma das notas das intervenções. A nota prática NP de cada aluno é a obtida nos trabalhos laboratoriais. A aprovação exige que NTP≥10, NP≥10, e a nota final será NF = (4NTP+NP)/5. A admissão ao exme de recurso exige a obtenção de frequência, que sucede se NP≥10, NTP≥6,0. Uma exposição mais detalhada deste método é apresentada na página "Outros" da "Documentação de apoio".