Análise numérica como estratégia didática para o ensino-aprendizagem de resistência dos materiais

Elton Brasil Linhares; Gabriel Percival Stoppa; Marcelo Henrique Stoppa

doi:10.47456/bjpe.v11i4.49850

Autores

Elton Brasil Linhares Universidade Federal de Catalão Autor https://orcid.org/0009-0004-9041-2929
Gabriel Percival Stoppa Universidade Federal de Catalão Autor
Marcelo Henrique Stoppa Universidade Federal de Catalão Autor https://orcid.org/0000-0002-0697-9809

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v11i4.49850

Palavras-chave:

Educação em Engenharia, Impressão 3D, Simulação Computacional, Sequência Didática, FreeCAD

Resumo

O ensino através de aulas expositivas e dialogadas de conceitos abstratos utilizando somente quadro e giz ainda são muito comuns nos cursos de engenharia. Para a disciplina de Resistência dos Materiais, presente nos cursos de Engenharia Civil, essa realidade não é diferente. A mudança para uma abordagem mais concreta, pode incentivar a participação ativa dos alunos e desenvolver a compreensão desses conceitos. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta pedagógica que integra simulação via Método dos Elementos Finitos (MEF) com o softwarelivre FreeCAD, como estratégia didática para o ensino prático de conceitos mecânicos. Para isso, utilizou-se como referência dados obtidos mediante ensaio mecânico de corpos de prova (CPs) cúbicos de 20 mm de aresta, impressos em 3D com material PLA utilizando diferentes padrões de preenchimento e conhecimento teórico. Os resultados teóricos e simulados foram comparados e mostraram boa aproximação para os valores de tensão e deformação, dois conceitos fundamentais na disciplina, destacando a importância da metodologia como ferramenta de ensino e aprendizagem. Além disso, a proposta promove uma metodologia acessível, participativa e que agrega conhecimentos tecnológicos e fomenta práticas pedagógicas inovadoras aos cursos de engenharia.

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Biografia do Autor

Elton Brasil Linhares, Universidade Federal de Catalão

Possuo Graduação em Matemática pela Universidade Salgado de Oliveira(GO) (2005), Graduação em Engenharia Civil pela PUC GO (2016), Pós-Graduação(Lato Sensu) em Matemática pela UFG(2010) e estou cursando o Mestrado em Modelagem e Otimização na UFCAT. Sou professor efetivo categoria IV na rede de ensino SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO, onde atualmente estou como Professor de Matemática no ensino Fundamental II e Médio. Também sou professor efetivo nível B da UEG, onde atualmente trabalho as disciplinas de Introdução à Engenharia , Estruturas de Madeira e Resistência dos Materiais II no curso de Engenharia Civil do Campus Central em Anápolis. Também possuo experiência nas disciplinas EDO, Álgebra Linear, Cálculo Diferencial e Integral, Cálculo Numérico, REMA I, Teoria das Estruturas I e II, MACO I e Isostática.
Gabriel Percival Stoppa, Universidade Federal de Catalão

Graduação em Engenharia Mecatrônica. Tem experiência em Robótica, Mecatrônica, Automação, Modelagem, Impressão 3D e Pesquisa Operacional
Marcelo Henrique Stoppa, Universidade Federal de Catalão

Graduado em Engenharia Mecatrônica pela Universidade Federal de Catalão (2024), possui graduação em Licenciatura Plena em Matemática pela Universidade Federal de Goiás (1991), mestrado em Matemática Pura pela Universidade Federal de Goiás (1996), doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Uberlândia (2003) e Pós-Doutorado em Mecatrônica também pela Universidade Federal de Uberlândia (2015). É professor Titular da Universidade Federal de Catalão - UFCAT (criada a partir da Universidade Federal de Goiás - UFG) desde 1993. Tem experiência em áreas de Engenharias Mecânica e Mecatrônica, com ênfase em Matemática Aplicada, Vibrações de Sistemas Mecânicos, Gestão da Inovação, Robótica, Automação, Controle e Tecnologia Assistiva, em especial, próteses biônicas de mão e bucomaxilofaciais. Faz parte do corpo docente do Mestrado Acadêmico em Modelagem e Otimização (PPGMO-UFCAT).

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