2023
Cálculo Automático de Sistemas Mecatrónicos
Nome: Cálculo Automático de Sistemas Mecatrónicos
Cód.: EME13152M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica:
Engenharia Eletrotécnica, Engenharia Mecânica
Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Objetivos de Aprendizagem
Desenvolver os conhecimentos e capacidades de utilização de modelos e ferramentas computacionais na análise de sistemas mecatrónicos.
Competências a desenvolver:
(a) utilizar software na análise cinemática e dinâmica de mecanismos;
(b) utilizar software na análise de circuitos eléctricos e electrónicos;
(c) utilizar software de elementos finitos na análise de problemas acoplados;
(d) combinar a utilização dos diferentes softwares na análise de sistemas mecatrónicos;
(e) ter noções de como são desenvolvidos os programas de cálculo.
Competências a desenvolver:
(a) utilizar software na análise cinemática e dinâmica de mecanismos;
(b) utilizar software na análise de circuitos eléctricos e electrónicos;
(c) utilizar software de elementos finitos na análise de problemas acoplados;
(d) combinar a utilização dos diferentes softwares na análise de sistemas mecatrónicos;
(e) ter noções de como são desenvolvidos os programas de cálculo.
Conteúdos Programáticos
1. Análise em computador da cinemática e dinâmica de sistemas mecânicos de corpos indeformáveis em 2D e 3D. Aplicação à robótica.
2. Simulação de circuitos eléctricos e electrónicos.
3. Análise por elementos finitos de problemas acoplados eléctricos, magnéticos, térmicos, fluidos,estrutural e controlo. Modelação de materiais activos. Os casos piezoeléctrico e magnetostritivo.
4. Aplicação aos sistemas microelectromecânicos (MEMS).
2. Simulação de circuitos eléctricos e electrónicos.
3. Análise por elementos finitos de problemas acoplados eléctricos, magnéticos, térmicos, fluidos,estrutural e controlo. Modelação de materiais activos. Os casos piezoeléctrico e magnetostritivo.
4. Aplicação aos sistemas microelectromecânicos (MEMS).
Métodos de Ensino
O ensino consiste na leccionação semanal de duas aulas teórico-práticas de duas horas, onde se explica e trabalha com os softwares na resolução de exemplos, se analisam as suas limitações acompanhadas de justificações teóricas e se explica de forma simplificada como podem ser desenvolvidos, a extensão da qual depende do interesse e motivação dos alunos. Durante todo o semestre existe um horário de dúvidas semanal de duas horas por docente.
A avaliação consiste num exame final [E_i] (duas datas possíveis) e quatro trabalhos [A_k]. Estes elementos são avaliados no intervalo [0, 20]. Existe uma nota mínima de 9.0 para cada E_i.
A nota final [NF] é obtida por :
N = 0.3 * max(E1, E2) + 0.7 * (A1+A2+A3+A4)/4;
if ((E1 or E2)>= 9.0) then NF = N
else NF = min(N, 9.0);
O estudante é aprovado se NF>= 9.5.
A avaliação consiste num exame final [E_i] (duas datas possíveis) e quatro trabalhos [A_k]. Estes elementos são avaliados no intervalo [0, 20]. Existe uma nota mínima de 9.0 para cada E_i.
A nota final [NF] é obtida por :
N = 0.3 * max(E1, E2) + 0.7 * (A1+A2+A3+A4)/4;
if ((E1 or E2)>= 9.0) then NF = N
else NF = min(N, 9.0);
O estudante é aprovado se NF>= 9.5.
Bibliografia
[1] Computer-Aided Analysis of Mechanical Systems, P. E. Nikravesh, Prentice-Hall. [http://www.u.arizona.edu/~pen/ame553/Hallway/textbook.html]; 1988.
[2] The Finite Element Method Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis; T. J. R. Hughes, Dover; 2000.
[3] Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures; T. Belytschko, W. K. Liu, B. Moran, K. I. Elkhodary, John Wiley and Sons; 2014.
[4] Electronic Circuit and System Simulation Methods L. T. Pillage, R. A. Rohrer, C. Visweswariah, McGraw-Hill; 1995.
[5] SPICE Circuit Handbook; S. M. Sandler, C. Hymowitz, McGraw-Hill; 2006.
[6] Introduction to Optimum Design J. S. Arora, Academic Press; 2016.
[7] Introduction to Continuum Mechanics for Engineers (1989), R. M. Bowen, Plenum Press. [http://oaktrust.library.tamu.edu/handle/1969.1/2500].
[8] Scientific articles.
[9] Software documentation.
[10] The Finite Element Method for Fluid Dynamics. O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, P. Nithiarasu, Butterworth-Heinemann; 2014.
[2] The Finite Element Method Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis; T. J. R. Hughes, Dover; 2000.
[3] Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures; T. Belytschko, W. K. Liu, B. Moran, K. I. Elkhodary, John Wiley and Sons; 2014.
[4] Electronic Circuit and System Simulation Methods L. T. Pillage, R. A. Rohrer, C. Visweswariah, McGraw-Hill; 1995.
[5] SPICE Circuit Handbook; S. M. Sandler, C. Hymowitz, McGraw-Hill; 2006.
[6] Introduction to Optimum Design J. S. Arora, Academic Press; 2016.
[7] Introduction to Continuum Mechanics for Engineers (1989), R. M. Bowen, Plenum Press. [http://oaktrust.library.tamu.edu/handle/1969.1/2500].
[8] Scientific articles.
[9] Software documentation.
[10] The Finite Element Method for Fluid Dynamics. O. C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, P. Nithiarasu, Butterworth-Heinemann; 2014.
Certificações
