Engenharia de Sistemas › 41266

código no paco
41266
área científica
Engenharia Mecânica
créditos
6
idioma(s) de lecionação
Português, Inglês
objectivos

Esta é uma UC centrada no projecto. O seu programa é indicativo, dividido em módulos correspondentes a UC com conteúdos centrais na engenharia mecânica identificados como importantes no contexto do desenvolvimento dos trabalhos de Dissertação/Projecto/Estágio (DPE) dos estudantes o Mestrado em Engenharia e Design de Produto. Este ciclo de estudos desenvolve-se em duas fases distintas: os 3 semestres iniciais são compostos por componentes de ensino e de investigação, e o semestre final é fundamentalmente dedicado ao desenvolvimento do trabalho de investigação e escrita do documento de DPE. A aquisição de conhecimentos e de competências por parte dos estudantes é obtida através das UC que compõem a parte curricular e do trabalho desenvolvido durante a elaboração da DPE. Pretende-se com as UC, para além de potenciar o conhecimento nas áreas chave deste ciclo de estudos, propiciar a análise e discussão de temáticas actuais, através de estudos de casos e situações reais que permitam o desenvolvimento do sentido crítico, da análise e tomada de decisão, consolidando os resultados de aprendizagem.

Em particular, esta UC contempla aprendizagens orientadas para a relevância, sequência e aplicabilidade de conteúdos específicos ou uma área de formação, ou ainda habilidades básicas e especificas, tendo em vista o propósito de (re)construção de conhecimentos e de flexibilidade na formação do estudante com vista à realização da sua DPE num tema específico. Por um lado, cobrirá algumas áreas representativas da Engenharia Mecânica em sessões tutoriais, pequenos seminários ministrados pelos vários docentes envolvidos. Por outro lado, permitirá uma formação diferenciada através de um acompanhamento por parte dos docentes (tutores), promovendo a capacidade de pesquisa e análise de informação, e a aplicação dos conhecimentos adquiridos na criação de novo conhecimento. Acompanhado pelos tutores, distribuídos de acordo com áreas preferenciais, partindo do conhecimento esperado, o estudante realiza aprendizagens alternativas sob sua própria responsabilidade e dos respectivos professores orientadores de DPE. O estudante, em contacto com o tutor da UC, trabalhará a aquisição de competências em Engenharia Mecânica numa lógica de complemento ao seu trabalho de DPE, com vista a alcançar os objectivos previstos no âmbito da UC e no âmbito da formação em engenharia necessária como complemento a DPE. Não sendo obrigatória, a organização desta UC é particularmente ajustada a esta lógica de formação complementar diferenciada e de desenvolvimento acompanhado no contexto dos temas de DPE do MEDP. 

competências

Com esta UC deseja-se maximizar a possibilidade de sucesso de cada estudante dentro e fora da escola, descobrindo suas capacidades e possíveis limitações. Sem dúvida o processo de ensinar e aprender não se restringe à metodologia, porém o que se destaca nesta UC é a possibilidade de inovar a acção académica em prol da melhoria do processo formativo do estudante.

Entre os aspectos fundamentais a serem considerados dentro desta concepção modular da UC de engenharia de sistemas estão a possibilidade de incorporação no currículo de diversas formações mais ou menos específicas e passar de uma visão unidimensional para uma visão multidimensional dessa mesma formação. Através desta o individuo pode ter alguma formação específica mais desenvolvida do que outra, sendo que o trabalho com metodologias com base modular representa uma excelente estratégia para propiciar a construção do conhecimento especializado do individuo através das vivencias adquiridas na frequência de cada um dos módulos. Pretende-se que os estudantes trabalhem o seu espírito crítico e valências de investigação. Promove-se também o desenvolvimento das suas capacidades ao nível da escrita científica e edição, assim como de organização de trabalho e de comunicação.

conteúdos

Nesta UC pretende-se que as competências sejam adquiridas numa lógica de aprendizagem com base em projectos. Cada estudante terá um tutor, com o qual irá desenvolver o seu trabalho. Este pretende-se ainda que esteja alinhado com a temática de DPE, de modo a que se possa desenvolver trabalho, reunir conhecimentos e desenvolver competências que complementem a formação do estudante nas áreas da engenharia que lhe sejam mais úteis. Estas áreas podem contemplar (não exclusivamente) tópicos gerais de Engenharia Mecânica (e áreas afins), tais como:

modulo 1 - projeto mecânico

1. Esforços em estruturas e máquinas.

2. Introdução aos materiais e ao comportamento de materiais de engenharia.

3. Tensões e deformações.

4. Movimento e transmissão de potência.

5. Projeto mecânico.

6. Conceitos básicos de mecânica dos fluidos.

7. Introdução à transmissão de calor e aos sistemas energéticos.

8. Introdução ao projecto mecânico.

modulo 2 - sistemas mecânicos

1. Introdução à Mecânica das Estruturas

2. Carregamentos estruturais

3. Flexão; corte transversal; torção; esforços combinados

4. Análise de vigas

5. Diagramas de esforços; cálculo à resistência; cálculo de deslocamentos

6. Análise de estruturas reticuladas e de estruturas tipo pórtico

7. Energia de deformação; teorema dos trabalhos virtuais; teorema de Castigliano;

8. teorema da carga unitária; método das forças; método dos deslocamentos

9. Encurvadura de barras. Vigas-barra. Efeito das cargas axiais em pórticos

10. Transmissões mecânicas: engrenagens paralelas, cónicas e de parafuso sem fim/roda de coroa; correias.

11. Lubrificação, chumaceiras hidrodinâmicas e rolamentos.

12. Dimensionamento à fadiga. Veios de transmissão.

13. Molas helicoidais. Parafusos.

modulo 3 - mecânica computacional e simulação

1. Introdução à simulação numérica;

2. Vetores e tensores: conceitos básicos e notação;

3. abordagem de engenharia;

4. análise matricial de sistemas discretos;

5. análise de meios contínuos;

6. generalização do método dos elementos finitos;

7. elementos finitos unidimensionais;

8. elementos finitos bidimensionais e axissimétricos;

9. elementos finitos tridimensionais.

modulo 4 - electricidade e magnetismo

1. Electrização e medida da carga eléctrica. Capacidade eléctrica.

2. Electrostática e Campos Eléctricos

3. Corrente Eléctrica DC

4. Magnetostatica

5. Indução Electromagnética

6. Circuitos AC

7. Medidas em circuitos; linearidade. Resistências em série e em paralelo. Leis de Kirchoff.

8. Divisor de tensão. Resposta transitória do circuito RC.

9. Campo magnético. Bobinas de Helmoltz.

10. Indução electromagnética. Lei de Faraday

modulo 5 - instrumentação eletrotecnia aplicada

1. Introdução: Nomenclatura.

2. O processo de instrumentação.

3. Introdução à teoria da medida e erros.

4. Fundamentos de circuitos eléctricos: O circuito eléctrico básico. Fontes de tensão. Leis de Ohm, de Joule e de Kirchhoff. Fontes ideias e reais. Associações de resistências.

5. Circuitos indutivos e capacitivos: Bobines e condensadores. Resposta transitória RC e RL.

6. Corrente alterna. Frequência, amplitude, fase. Resposta dos componentes básicos. Representações.

7. Impedância. Números complexos e impedância. Associações de impedâncias.

8. Potência em corrente alterna. O triângulo de potências. O factor de potência.

9. Introdução aos semicondutores. O díodo, seus circuitos e aplicações. O Transístor e seus circuitos básicos. Outros semicondutores.

10. Amplificadores operacionais. Princípios, circuitos e aplicações.

11. Transdutores e sensores. Medição genérica de grandezas eléctricas. Medição de temperatura. Medição de força, caudal e outras grandezas físicas.

12. Condicionamento eléctrico: atenuação, amplificação. Princípios da filtragem. Dimensionamento básico de filtros RC. Interferência e ruído. Conversão VI e IV.

13. Bases da aquisição de dados. Conversão A/D e D/A. Características de um sistema de aquisição.

14. Princípios das comunicações digitais. A comunicação série RS232.

modulo 6 - térmica e fluidos

I. Termodinâmica

1. Conceitos introdutórios

2. Princípio de conservação de energia – Primeira Lei da Termodinâmica

3. Análise energética

4. Aplicações

5. Sistemas de produção de energia

6. Instalações

II. Mecânica de Fluidos

1. Conceito de fluido

2. Hidrostática

3. Escoamento laminar e turbulento

4. Escoamentos em condutas

5. Turbomáquinas

III. Transferência de Calor

1. Condução de calor.

2. Transferência de calor por convecção

3. Transferência de calor

4. Transferência de calor por radiação

avaliação

Avaliação discreta:

Realização de um projeto de engenharia de um sistema/produto - Relatório de progressão, apresentação fnal e relatório final. 

requisitos

sem requesitos

metodologia

Esta UC segue uma abordagem de ensino baseada em projecto. Serão abordados em seminários, realizados pelos docentes tutores, vários aspectos teóricos e práticos conducentes ao conhecimento dos conteúdos programáticos respectivos. No entanto, o estudo e desenvolvimento será realizado, acompanhado pelo respectivo tutor, por cada estudante no desenvolvimento do respectivo projecto. O processo de ensino/aprendizagem pode ser estruturando através de manuais, aulas, trabalhos individuais etc. Espera-se que o estudante seja também capaz de coordenar o desenvolvimento com os respectivos orientadores de DPE, procurando o alinhamento com o que se espera da sua formação nesse contexto.

bibliografia recomendada

K. T. ULRICH, S. D. EPPINGER, "PRODUCT DESIGN AND DEVELOPMENT", MCGRAW-HILL, 2ND ED. (1995);

K. OTTO, K. WOOD, "PRODUCT DESIGN: TECHNIQUES IN REVERSE ENGINEERING AND NEW PRODUCT DEVELOPMENT", PRENTICE HAL (2001);

M. ASHBY, K. JOHNSON, "MATERIALS AND DESIGN", BUTTERWORTH-HEINEMANN (2002)

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