tarefa 12 - profor
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Área de atuação: Mecânica dos Sólidos I
Professor Wellison Gomes, Dr.Outubro de 2014
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINAPROGRAMA DE FORMAÇÃO CONTINUADA
CURSO: Práticas Didáticas com Uso de Mídias DigitaisPROFESSORA: Dênia Falcão
Exemplo escolhido: TPDP3D
Programa gratuito para estudo de estados gerais de tensão, desenvolvido em ambiente MATLAB® por professores e alunos da Universidade Federal de Alagoas (UFAL);
Através deste código computacional é possível obter a representação gráfica de tensores de tensão quaisquer, bem como gerar o círculo de Mohr 3D correspondente;
Link para download e outras informações :
http://www.ctec.ufal.br/professor/enl/mecsol2/
Detalhes sobre o TPDP3D O programa foi desenvolvido em MATLAB, e necessita deste
ambiente para poder ser executado:
Detalhes sobre o TPDP3D Dado um tensor de tensão qualquer, o programa é capaz de
gerar visualizações do tensor, calcular as tensões e direções principais e plotar um elemento infinitesimal segundo estas direções:
-2-1
01
2
-1
0
1
-1
0
1 X1.002.00
4.00
3.00
1.00
Z5.00
5.00
Tensor de Tensão Cartesiano
2.00
1.00
3.00
4.00Y
1.00
-2-1
01
2
-1
0
1
-1
0
1
2
X
3.38
0.973
17.59Z
Tensor de Tensão Principal
0.97
7.59
Y3.38
Detalhes sobre o TPDP3D O programa fornece ainda uma ilustração do círculo de Mohr
3D para o tensor dado:
0 1 2 3 4 5 6 7
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Círculo de Mohr 3D
Tensão Normal
Ten
são
Cis
alha
nte
Objetivos de aprendizagem
O estudo das tensões no espaço tridimensional é um assunto no qual os alunos geralmente apresentam muitas dificuldades, pois demanda muita capacidade de abstração e visualização espacial;
O código computacional TPDP3D pode ajudar a atingir os seguintes objetivos:
1) Desenvolver a capacidade de visualização do tensor de tensões;
2) Identificar as componentes de tensão através da representação 3D do tensor;
3) Entender a relação entre um estado de tensão segundo a direção dada e segundo as direções principais;
Objetivos de aprendizagem
4) Identificar e analisar os pontos do círculo de Mohr 3D aos quais estão associadas as tensões principais e a tensão máxima de cisalhamento;
5) Construir exemplos fundamentados na teoria; resolver os exemplos propostos; verificar resultados obtidos.
Utilização no processo de ensino e aprendizagem
A utilização do código computacional permitirá ao aluno:
Lembrar o que foi visto, comentado e discutido em aula;
Compreender o significado do tensor de tensões a partir de sua representação tridimensional;
Aplicar a ferramenta e os procedimentos estudados em aula (para a construção do círculo de Mohr, por exemplo) a exercícios propostos em sala e presentes na literatura;
Analisar os resultados obtidos em termos de tensões principais e entender a relação causa-efeito, entre carregamentos atuantes e seus efeitos na estrutura, em termos de tensões;
Utilização no processo de ensino e aprendizagem
Avaliar se os efeitos decorrentes da aplicação do carregamento são aceitáveis ou não, a depender das tensões resultantes e das propriedades do material que constitui o elemento estrutural;
Criar novas soluções com base nos resultados. Propor novas dimensões para os elementos estruturais; propor a utilização de outros materiais mais apropriados para o tipo de tensão atuante; propor a inserção de novos elementos na estrutura para garantir uma melhor distribuição de esforços.
Conclusões
Verifica-se a partir das propostas desenvolvidas ao longo desta apresentação que a aplicação do código computacional TPDP3D às disciplinas relacionadas à Mecânica dos Sólidos pode apresentar impactos positivos e significativos no processo de ensino e aprendizagem, sobretudo durante os primeiros contatos dos alunos com o estudo das tensões e da transformação de estados de tensão;
A utilização de ferramentas deste tipo possibilita ao aluno experimentar ideias, discutir e analisar resultados, e, principalmente, participar da construção do seu próprio conhecimento.
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