Simulação Biomecânica

Código:

EBE0178

Sigla:

SIMB

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Engenharia Biomédica

Ocorrência: 2016/2017 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Mecânica Aplicada
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MEB	16	Plano de estudos oficial	1	-	6	56	162
MIB	18	Plano de estudos oficial	5	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

A unidade curricular de Simulação Biomecânica visa dotar os estudantes de conhecimentos na área dos métodos numéricos para aplicação na simulação associada à biomecânica com especia enfâse no Método dos Elementos Finitos.

Espera-se que, no final do período lectivo, os estudantes tenham adquirido conhecimentos que lhes permitam a utilização de ferramentas tendo em vista a construção de modelos (discretização, imposição de condições de contorno e propriedades de material) e a correta interpretação de resultados, pelo que devem ganhar competências ao nível elementar, tais como, a formulação de um elemento finito (estabelecimento da matriz de rigidez, cálculo do campo de deformações de de tensões).

Resultados de aprendizagem e competências

Os estudantes devem adquirir competências para efectuar uma análise relacionada com biomecânica por recurso ao método dos elementos finitos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Revisão dos fundamentos da mecãnica dos sólidos (estado de tensão, estado de deformação, leis constitutivas).

O Método dos elementos finitos: Generalidades. Problemas discretos e contínuos. Necessidades de discretização. Análise linear elástica bi-dimensional, pelo Método dos Elementos Finitos. Equação de equilíbrio em domínio 2D. Decomposição em elementos triangulares de 3 nós. Campo de deslocamentos; campo de tensões; sistema de forças nodais. Funções de interpolação ou funções de forma. Matriz de deformações [B]; matriz de elasticidade [D]; matriz de rigidez [K]. Vector solicitação. Apresentação de funções de forma habituais, para elementos 1D, 2D quadrangulares e triangulares e 3D hexaédricos e tetraédricos. Elementos isoparamétricos. Integração pelo método de Gauss. Formulação de alguns elementos para análise linear elástica. Pré e pós processamento: principais tipos de geração de malhas; estabelecimento de isocurvas e sua interpretação.

Aplicação prática do método em sistemas biomecânicos.

Bibliografia Obrigatória

Jacob Fish, Ted Belytschko; A first course in finite elements. ISBN: 978-0-470-03580-1
Cees Oomens, Marcel Brekelmans, Frank Baaijens; Biomechanics. Concepts and Computation, Cambridge University Press, 2009. ISBN: 978-0-521-87558-5

Bibliografia Complementar

A. J. M. Ferreira; Problemas de elementos finitos em MATLAB. ISBN: 978-972-31-1329-7

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

2 aulas teórico-práticas por semana de 1h30min cada para exposição da matéria e demonstração da respetiva aplicabilidade.
1 aula prática (1 hora) em sala de computadores.

Software

ABAQUS
ANSYS Academic Teaching Intro

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Participação presencial	0,00
Trabalho escrito	40,00
Total:	100,00

Obtenção de frequência

Realização de um trabalho prático.

Fórmula de cálculo da classificação final

40% trabalho + 60% exame