Comportamento Mecânico dos Materiais

Código:

L.EMAT020

Sigla:

CMM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciência e Tecnologia de Materiais

Ocorrência: 2024/2025 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Metalurgia, Materiais e Processos Tecnológicos
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Engenharia de Materiais

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L.EMAT	25	Plano Oficial do ano letivo 2021	2	-	6	52	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Justificação:
A estrutura cristalina de um material influencia decisivamente a generalidade das propriedades importantes para um engenheiro. Compreender como a estrutura influencia a resposta mecânica é essencial para poder ajustar as propriedades mecânicas de um material às exigências que a sua utilização impõe. A unidade curricular de comportamento mecânico dos materiais enfatiza a relação entre a estrutura de materiais e o seu comportamento mecânico. Os alunos aprenderão como os materiais, com foco nos materiais metálicos, respondem às solicitações mecânicas tanto do ponto vista microscópico como macroscópico.

Objetivos:
Com esta disciplina pretende-se abordar o comportamento mecânico dos materiais com ênfase nos materiais metálicos:
(1) introduzir a noção de defeito, em particular os lineares, e estabelecer o seu efeito nas propriedades físicas e mecânicas dos materiais;
(2) descrever os mecanismos físicos e o comportamento mecânico de monocristais e policristais sujeitos a deformação plástica;
(3) conhecer os diferentes mecanismos de recuperação dos materiais e relacioná-los com a resposta mecânica.

Os conhecimentos de engenharia adquiridos serão integrados no planeamento, condução e desenvolvimento de trabalhos práticos laboratoriais. Estes trabalhos serão realizados em grupo de forma a desenvolver aptidões interpessoais, cooperação e capacidade de comunicação.

Resultados de aprendizagem e competências

No final da unidade curricular, os estudantes deverão ser capazes de:
Conhecer a relação tensão-deformação e como é usada para descrever o comportamento mecânico dos materiais;
Descrever a relação entre as propriedades e comportamento macroscópicos e os defeitos estruturais;
Conhecer os defeitos cristalinos dos materiais: pontuais, lineares e de superfície;
Descrever os diferentes tipos de movimento das deslocações, a divisão em deslocações parciais, os campos de tensão elástica das deslocações e as fontes de Frank-Read;
Entender os mecanismos de deformação plástica através do movimento das deslocações e das suas interações;
Saber controlar a microestrutura usando deformação plástica e o recozimento;
Conhecer e usar ensaios dos materiais, ensaios de tração e dureza, de acordo com as normas;
Possuir competências para projetar e conduzir experiências, além de analisar e interpretar dados;
Demonstrar competências de comunicação escrita e oral.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

O conhecimento básico de ciência e engenharia de materiais e o domínio de ensaios e técnicas de caraterização de materiais são essenciais para o desempenho do estudante nas componentes teórica e laboratorial.

 

Programa

Modos de deformação, características mecânicas e ensaios mecânicos (tração, compressão, dobragem, flexão, torção e corte).
Imperfeições nos cristais: defeitos pontuais, lineares e interfaciais.
Deslocações: características e propriedades das deslocações; Movimento, reação e intersecção de deslocações; Dinâmica de deslocações e lacunas. Interação entre deslocações. Deslocações sésseis. Deslocações e deformação plástica; encruamento.
Defeitos de superfície: falhas de empilhamento, fronteiras de pequeno e grande ângulo, maclas.
Deformação plástica de monocristais e policristais: comportamento mecânico e mecanismos físicos da deformação de materiais cristalinos; modelos de deformação de policristais; estruturas de deslocações.
Restauração, recristalização e crescimento de grão.

Bibliografia Obrigatória

Thomas H. Courtney; Mechanical behavior of materials. ISBN: 0-07-116171-6
Smallman, R. E.; Modern Physical Metallurgy. ISBN: 0-408-71051-9

Bibliografia Complementar

Verlinden, B., Driver, J., Samajdar, I., Doherty, R. D. ; Thermo-Mechanical Processing of Metallic Materials, Pergamon Materials Science., 2007. ISBN: 978-0-08-044497-0

Observações Bibliográficas

Como complemento à bibliografia indicada serão colocados nos conteúdos da UC um conjunto de apresentações elaboradas pelo regente da UC.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas teórico praticas consistem em exposições seguidas de discussão dos temas abordados, apresentação e resolução de casos práticos. Os estudantes aprofundam os seus conhecimentos através de resolução de problemas e do estudo de casos propostos durante as aulas.
Nas aulas práticas laboratoriais, os estudantes desenvolvem um trabalho de projeto correlacionado com os conteúdos estudados. Os estudantes organizados em grupo, deverão planear e executar as experiências laboratoriais que lhes permitam atingir os objetivos propostos. O trabalho desenvolvido será objecto de um relatório técnico-científico escrito e de uma apresentação oral com suporte multimédia seguida de discussão.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de materiais
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia de materiais
Ciências Físicas > Física > Propriedades da matéria condensada > Propriedades mecânicas e termais

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	6,00
Exame	50,00
Teste	10,00
Trabalho prático ou de projeto	34,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	10,00
Elaboração de projeto	15,00
Estudo autónomo	56,00
Frequência das aulas	56,00
Trabalho de investigação	10,00
Trabalho laboratorial	15,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

O número de faltas nas aulas práticas não exceder 25% das aulas previstas. Obter nota igual ou superior a 10 valores na componente de avaliação prática (numa escala de 0 a 20 valores).

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação é baseada nas classificações dos exercícios resolvidos nas aulas (10%), da componente trabalho laboratorial, incluindo relatório escrito, apresentação oral e discussão dos resultados (40%), e do exame (50%).

A nota da componente laboratorial é determinada pela seguinte fórmula: Ncl = (0,85 x Nre + 0,15 x Nap) x Cd

Ncl = Nota da componente laboratorial
Nre = Nota do relatório
Nap = Nota da apresentação e discussão oral do trabalho prático
Cd = fator de desempenho que mede o grau de cumprimento com as regras de funcionamento das aulas práticas bem como o desempenho dos grupos de trabalho (entre 0,5 e 1,0)

Provas e trabalhos especiais

Não tem.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A aprovação implica a frequência e sua avaliação positiva das aulas práticas. Em época especial, a componente teórica-prática é avaliada por exame final e a componente prática é avaliada pelo planeamento, execução, apresentação e discussão de um trabalho laboratorial; em época normal, a avaliação é igual à dos outros estudantes. A classificação final será calculada considerando: 60% da nota do exame ou provas de avaliação + 40% da nota dos trabalhos práticos.

Melhoria de classificação

A melhoria de classificação da componente prática implica a frequência e avaliação da unidade curricular no ano seguinte. A melhoria de classificação da componente teórico-prática é realizada por exame em época especial.