Comportamento Mecânico de Materiais

Código:

EMM0023

Sigla:

CMMA

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciência e Tecnologia de Materiais

Ocorrência: 2017/2018 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEMM	29	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	3	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

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.

Objectivos: 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 rotura de materiais (fractura, fadiga e fluência) e relacioná-los com a influência dos diferentes tipos de solicitação. 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

Com esta unidade curricular os estudantes desenvolvem uma compreensão fundamental sobre o comportamento mecânico de materiais de engenharia; ficam mais aptos a aplicar conhecimentos de matemática, física e ciência dos materiais para resolver problemas de engenharia; são mais capazes de projectar e realizar experiências, assim como analisar e interpretar dados; desenvolvem as técnicas e aptidões necessárias para a prática metalúrgica; desenvolvem o trabalho em equipa e as capacidades de comunicação oral e escrita.

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

1. Modos de deformação, características mecânicas e ensaios mecânicos. 2. Imperfeições nos cristais: defeitos pontuais, lineares e interfaciais. 3. Deslocações: características e propriedades das deslocações. movimento, reacção e intersecção de deslocações; Dinâmica de deslocações e lacunas. Interacção entre deslocações. Obstáculos ao movimento de deslocações. Deslocações sésseis. Deslocações e deformação plástica; encruamento. 4. Defeitos de superfície: falhas de empilhamento, fronteiras de pequeno e grande ângulo, maclas. Deformação por maclagem. 5. Deformação plástica de monocristais e policristais: comportamento mecânico e mecanismos físicos da deformação de materiais cristalinos em trajectórias simples e complexas.; modelos de deformação de policristais, critérios de plasticidade (Tresca, Von Mises e Hill); estruturas de deslocações. 6. Fractura: tipos de fractura; mecanismos e características da fractura dúctil e frágil; temperatura de transição; tenacidade à fractura. Mecânica da fractura: Factor de intensidade de tensão. Conceito de taxa de libertação de energia. Região plástica na extremidade da fenda. Tenacidade em função da espessura. 7. Fadiga: Curvas de duração de vida em fadiga; mecanismos de nucleação e crescimento de fissuras; morfologia das superfícies de fractura. Lei de Paris. 8. Fluência. Efeitos da temperatura e da tensão. Leis da fluência. Mecanismos de fluência:.fluência primária, secundária (fluência-restauração e fluência difusional), fluência terciária e fractura. Mapas e mecanismos de deformação.

Bibliografia Obrigatória

Ashby, Michael F.; Engineering materials. ISBN: 0-7506-3081-7 (vol. 1)
Smallman, R. E.; Modern Physical Metallurgy. ISBN: 0-408-71051-9

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 teórico praticas consistem em exposições seguidas de discussão dos temas abordados, apresentação e resolução de casos práticos. As sessões em que se explorará as diferentes formas de falha de materiais serão complementadas por casos práticos apresentados pelos alunos. Nas aulas práticas será proposto um problema aos alunos que deverão planear e executar, em grupo, um trabalho prático laboratorial que lhes permita atingir os objectivos propostos. O trabalho desenvolvido será objecto de um relatório técnico escrito (na forma de artigo científico) e de uma apresentação oral com suporte multimédia seguida de discussão.

Palavras Chave

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

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	60,00
Prova oral	10,00
Trabalho escrito	20,00
Trabalho laboratorial	10,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de projeto	15,00
Estudo autónomo	56,00
Frequência das aulas	56,00
Trabalho de investigação	15,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

O número de faltas nas aulas práticas não exceder 1/4 das aulas previstas. Obter nota positiva na componente de avaliação prática.

Fórmula de cálculo da classificação final

60% da nota de exame+40% da nota dos trabalhos práticos

Provas e trabalhos especiais

Não tem

Trabalho de estágio/projeto

---

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 alunos. 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 disciplina no ano seguinte. A melhoria de classificação da componente teórico-prática é realizada por exame em época especial.

Observações

--