FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA Comissão de Pós-Graduação
EMENTAS das Disciplinas de Tópicos do Programa de Engenharia Mecânica 2º Semestre de 2017 AC - Térmica e Fluidos IM450 R - Tópicos em Mecânica dos Fluidos: Hidrodinâmica e Microhidrodinâmica de Fluidos Magnéticos Docente: Rafael Gabler Gontijo Ementa: Introdução e fundamentos: Definição de fluido magnético, propriedades de ferrofluidos, estabilidade de suspensões magnéticas, suspensão coloidal e não coloidal, ferrohidrodinâmica x magnetohidrodinâmica, aplicações de fluidos magnéticos; Formulação contínua da hidrodinâmica de fluidos magnéticos: Equações de Maxwell, Equações clássicas da hidrodinâmica, acoplamento da hidrodinâmica com o eletromagnetismo, equação de Bernoulli para um fluido magnético, regimes de Euler e Stokes magnéticos, adimensionalização das equações governantes para um fluido magnético, efeito magneto-viscoso, modelos de magnetização; Aspectos da modelagem microestrutural de suspensões magnéticas: Modelagem microestrutural de suspensões magnéticas, aspectos computacionais da dinâmica de suspensões magnéticas, introdução ao uso de Fortran para solução de problemas físicos aplicados à simulação de suspensões magnéticas, obtenção de propriedades de transporte através de simulação computacional; Bibliografia: F. R. Cunha, “Fundamentos da Hidrodinâmica de Fluidos Magnéticos”, Turbulência – volume 8, EPTT 2012 (Capítulo de Livro); R. E. Rosensweig, “Ferrohydrodynamics”, 1997 (Dover Edition) I. S. Grant & W. R. Phillips, “Eletromagnetism”, 1975 (primeira edição) ou 1990 (segunda edição), John Wiley & Sons Ltd; D. S. Chandrasekharaiah & Lokenath Debnath, “Continuum Mechanics”, 1994, Academic Press; S. Odenbach, “Colloidal Magnetic Fluis – Basics, Development and Application of Ferrofluids”, Lecture Notes in Physics 763, Springer, 2009; Notas de Aula (IMPOTANTE ANOTAR AS AULAS);
IM450 S - Tópicos em Mecânica dos Fluidos: Aspectos em Termo-Fluidodinâmica Docente: Flávio de Campos Bannwart, William Roberto Wolf, Rafael Gabler Gontijo e Erick de Moraes Franklin Ementa: Efeito termoacústico e máquinas termoacústicas a ondas estacionárias e progressivas (motores e refrigeradores), teoria da termoacústica linear, aplicações; Escoamentos compressíveis, escoamentos em bocais, ondas de choque normais e oblíquas, efeitos de atrito e transferência de calor em escoamentos supersônicos, ondas de expansão; Microhidrodinâmica: escalas típicas, linearidade das equações de Stokes, reversibilidade cinemática de escoamentos em baixos números de Reynolds, tensor mobilidade de Rotne-Prager, teorema de Lorentz, leis de Faxén, interações hidrodinâmicas, aplicações; Funções Generalizadas: Espaço das Funções Teste, Espaço das Distribuições, Distribuições regulares e singulares, Distribuições no espaço multi-dimensional, Aplicações em mecânica dos fluidos. Bibliografia: Swift, G. W., Garret, S.L., 2002, “A unifying perspective for some engines and refrigerators”, J. Acoust. Soc. Am.. v. 113(5), pp. 2379-2381; Penelet, G., 2012, “Introduction à la Thermoacoustique”. Compressible Fluid Dynamics, Philip A. Thompson, McGraw-Hill. Microhydrodynamics - Principles and selected applications, Sangtae Kim and Seppo J. Karrila; Collier, J.G. and Thome, J.R., “Convective Boiling and Condensation”, Oxford: Oxford, 2001; Wallis, G.B.,"One dimensional two-phase flow", McGraw-Hill: New York, 1969. V. S. Vladimirov, “Theory of generalized functions”. Taylor and Francis,2002.
AD - Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico IM430 S - Tópicos em Dinâmica das Máquinas: Cinemática e Dinâmica de Mecanismos Docente: Gregory Bregion Daniel Ementa: Conceito de graus de liberdade Cinemática de Mecanismos de 1 grau de liberdade Cinemática de Mecanismos de múltiplos graus de liberdade Dinâmica de Mecanismos de 1 grau de liberdade Dinâmica de Mecanismos de múltiplos graus de liberdade Análise das reações e forças internas Introdução a Dinâmica de Multicorpos Bibliografia: Samuel, D., Mechanics of Machines, JohnWiley & Sons Inc, 1988. Norton, R. L., Design of Machinery: An Introduction to the Synthesis and Analysis of Mechanisms and Machines, Mcgraw-Hill, 2003. Nikravesh, P. E., Computer-aided Analysis of Mechanical Systems, Prentice Hall, 1987.
IM431 F - Tópicos em Mecânica Aplicada: Introdução à Dinâmica Analítica Docente: Euclides de Mesquita Neto Ementa: Conceitos Fundamentais. Principio dos Trabalhos Virtuais. Princípio de D'Alembert. Princípio de Hamilton. Equações de Lagrange. Equações de Hamilton. Principio de Hamilton e Equações de Lagrange na Análise de Sistemas Contínuos. Bibliografia: Nuno M. Maia, Introdução à Dinâmica Analítica, IST Press, Lisboa, 2000, ISBN 972 8469 14 4 Leonard Meirovitch, Methods of Analytical Dynamics, Dover Publications, 1998, ISBN 0 486 43239 4 Cornelius Lanczos, The Variational Principles of Mechanics, Fourth Edition, Dover Publication, 1986
IM437 B - Tópicos em Mecânica Estrutural: Introdução à Acústica Estrutural Docente: Jose Maria Campos dos Santos e Jose Roberto de França Arruda Ementa: Revisão de análise espectral. Análise espectral do movimento ondulatório. Ondas longitudinais em barras. Ondas de flexão em vigas. Ondas estacionárias e propagação. Simulações e experimentos com vigas. Ondas bi-dimensionais, flexão em placas. Meios infinitos e semi-infinitos. Introdução ao método do elemento espectral. Fluxo de potência estrutural em vigas e placas. Teorema d Bloch-Floquet e aplicação à obtenção de relações de dispersão a partir de células de estruturas periódicas. Noções sobre “band gaps” em metamateriais acústicos. Experimentos e simulações de propagação de ondas em vigas e placas. Noções sobre o método WFE (Wave Finite Element). Programação preliminar Revisão de Transformada de Fourier Discreta e uso do programa MATLAB Análise espectral de ondas via DFT Ondas longitudinais em barras Resposta de vigas por MEF e superposição modal Exercícios sobre propagação de ondas em MATAB Ondas de flexão em vigas
Experimento de ondas em barras e em vigas Fluxo de potência em vigas Ondas de flexão em placas Fluxo de potência em placas Introdução ao método do elemento espectral Método do elemento espectral para vigas Método do elemento espectral para placas de Levy Teorema de Bloch-Floquet e metamateriais acústicos Introdução ao WFE Exercícios em MATLAB
Bibliografia: Doyle, J. Wave Propagation in Structures, New York: Springer-Verlag, 2nd. edition, 1997. Cremer, L., Heckl, M., Ungar, M., Structure-Borne Sound, Berlin: Springer-Verlag, 1988. Fahy, F., Sound and Structural Vibration, London: Academic Press, 1985. Lee, U., Spectral Element Method in Structural Dynamics, Wiley, 2009. Artigos selecionados disponibilizados aos alunos pelo Teleduc.
IM437 J - Tópicos em Mecânica Estrutural: Modelagem e Otimização Topológica de Sistemas Mecânicos Docente: Renato Pavanello Ementa: Modelagem de sistemas mecânicos reticulados: pórticos e treliças. Modelagem de problemas de Elasticidade plana usando EF. Otimização topológica de sistemas contínuos: ESO e BESO. Maximização de Rigidez e Maximização de frequências naturais. Modelagem de estruturas em rotação. Otimização topológica de estruturas em rotação.
IM438 N - Tópicos em Mecânica Computacional: Sensor-Based Control Docente: Alessandro Corrêa Victorino / Janito Vaqueiro Ferreira Ementa: This module provides the bases needed to know how to synthesize control laws based on the interaction between the autonomous robotic system and its surrounding environment. The study will therefore center on the modeling of the perception systems embedded on the mobile base and its integration in the control loop, for autonomous navigation.
AE - Materiais e Processo de Fabricação IM325 R - Tópicos de Engenharia de Materiais: Biofabricação Docente: Cecília Amélia Carvalho Zavaglia Ementa: Introdução Aplicações da biofabricação Imagens médicas Reconstituição de imagens médicas em arquivos tridimensionais Prototipagem rápida ( definições e aplicações gerais) Máquinas de prototipagem rápida Aplicações de prototipagem rápida em pesquisa Aplicações de prototipagem rápida em medicina e odontologia Implantes personalizados (aplicações indiretas) Implantes personalizados ( aplicações diretas) o DMLS - Exemplos de aplicação o 3DP - Exemplos de Aplicação
Scaffolds o De polímeros biorreabsorvíveis o De cerâmicas biorreabsorvíveis
Bibliografia: Gouveia, M. F. Tese de doutorado apresentada à Faculdade de Engenharia Mecânica [WINDOWS-1252?]– UNICAMP, Universidade Estadual de Campinas, intitulada “Aplicação da prototipagem rápida no planejamento de cirurgias craniofaciais”. Campinas, SP, 2009. Oliveira, M. F. Dissertação de mestrado apresentada à Faculdade de Engenharia Mecânica UNICAMP, Universidade Estadual de Campinas, intitulada Aplicações da prototipagem rápida em projetos de pesquisa”. Campinas, SP, 2008. Santa Bárbara, A. Processamento de imagens médicas tomográficas para modelagem virtual e física O software Invesalius. Campinas: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas, 2006, 429 p. Tese (Doutorado). Ulbrich, C. B. L. Tese de doutorado apresentada à Faculdade de Engenharia Mecânica UNICAMP, Universidade Estadual de Campinas, área de Mecânica dos Sólidos e Projetos, intitulada */Inspeção por digitalização em aplicações de prototipagem rápida na medicina,/* defendida e aprovada em 25 de julho de 2007. Ulbrich, C. B. L.; SOUZA A.F. Engenharia Integrada por Computador e Sistemas CAD/CAM/CNC - Princípios e Aplicações, Ed. Artliber, 354p. 2009. Volpato N. /et al/. /Prototipagem Rápida: Tecnologias e aplicações/. São Paulo: Edgard Blücher, 2007, 244 p. Wohlers T.T Wohlers Report”, 2008, 244 p.
IM325 V - Tópicos de Engenharia de Materiais: Materiais Avançados, Nanoestruturados e Fotônicos Fundamentos e Aplicações em Engenharia Docente: Carlos Kenichi Suzuki e Eric Fujiwara Ementa: Nas últimas décadas, os materiais avançados e nanoestruturados tem causado forte impacto na maioria das áreas de nossas vidas, tal como, internet e novos produtos voltados para melhor conectividade, criando novos processos e serviços de TI, novas abordagens de tratamento médico, reabilitação e métodos cirúrgicos menos-invasivos, na redução radical do consumo global de energia, maior eficiência dos dispositivos fotovoltaicos, sensores e microprocessadores inteligentes. Materiais fotônicos e meta-materiais estarão causando um impacto ainda maior na era da cibernética. Conceitos sobre materiais avançados, materiais nanoestruturados, materiais fotônicos, materiais piezoelétricos, grau eletrônico, grau solar, grau fibra óptica, e sílica vítrea. Estrutura e propriedades dos materiais. Fundamentos dos dispositivos fotônicos: lasers, fibras ópticas, LED, célula solar, e sensores. Aplicações multidisciplinares, p.ex., biofotônica, na transmissão e processamento de informação, medicina, agricultura, robótica, metrologia, sensoriamento, processamento a laser, monitoramento ambiental, segurança, entre outros.
Bibliografia: Callister W.D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução, LTC, 2002, 589p. Nalwa, H.S., Nanostructured materiais and nanotechnology, Academic Press, 2002. Saleh, B.E.A. and Teich, M.C., Fundamentals of Photonics, Wiley, 2007. Cullity, D.B. and Stock, S.R., Elements of X-ray diffraction, Addison Wesley, 2001. Agrawal G. P. Fiber-optic Communication Systems. New York: John Willey & Sons, 2002. Fundamentals of Photonics, SPIE-International Society for Optics and Photonics, BELLINGHAM, WA, USA - 30 June 2008, For free download.
IM410 R - Tópicos da Usinagem dos Metais: Fresamento e Retificação Docente: Anselmo Eduardo Diniz Ementa: Retificação; Fluidos de Corte; Fresamento; Usinagem em Altas Velocidades (High Speed Machining).
Bibliografia: Tecnologia da Usinagem dos Materiais – editora Artliber; Apostilas a serem distribuídas pelos docentes; Artigos científicos sobre o tema.
IM492 T - Tópicos em Engenharia de Fabricação I: Gestão e Sistemas Modernos de Manufatura Docente: Antonio Batocchio Ementa: Contexto atual; Competitividade; Problemas em Áreas de Empresa; Estratégia de Produção; Estruturas Organizacionais; Sistemas de Manufatura: conceitos, histórico, problemas e desafios; Modelagem de Sistemas de Manufatura; Sistemas de Gestão: Sistemas de Administração da Produção; o JIT - Just In Time o MRPII – Manufacturing Resources Planning o ERP – Enterprise Resources Planning o TOC – Teoria das Restrições Sales and Operation Planning (S&OP); Manufatura Celular: conceitos e projeto; Overview da Manufatura Enxuta; Organização e Empresa Virtual; Empresa 4.0; Considerações sobre Activity Based Costing; Métodos de Análise de Investimentos: Retorno sobre o Investimento, Período Payback, Taxa Interna de Retorno (TIR) e Valor Presente Líquido (VLP). Bibliografia: Davis, M.M., Aquilano, N.J. e Chase, R.B. – Fundamentos da Administração da Produção. Bookman Editora, 1999. Slack, N. et al. - Administração da Produção. Editora Atlas Ltda, 1997. Burbidge, J.L - Planejamento e Controle da Produção. Editora Atlas Ltda, 1988. Monks, J.G. - Administração da Produção. McGraw-Hill, 1987. Corrêa, H.L. e Gianesi, I.G.N. - Just in Time, MRP II e OPT. Editora Atlas Ltda, 1993. Narasimhan, S.L. et al. - Production Planning and Inventory Control. Prentice Hall, USA, 1995. Monden, Y. - Sistema Toyota de Produção. IMAN, 1984. Buffa, E.S. e Miller, J.G. - Production Inventory Systems: planning and control. Richard D.Irwin Inc., USA, 1979. Schonberger, R.J. - Japanese Manufacturing Techniques. The Free Press, USA, 1982. Imai, M. - Kaizen: the key to Japan’s competitive success. Random House Business Division, USA, 1986. Correa, H.L.; Gianesi, I.G.N. e Caon, M. – Planejamento, Programação e Controle da Produção: MRPII/ERP conceitos, uso e implantação. Editora Atlas, 1997. Batocchio, A. - Um modelo de índice de automação relacionadao à flexibilidade e à produtividade dos sistemas de manufatura. Tese de Doutorado, FEM/UNICAMP, 1991. Teicholz, E. e Orr, J.N. - Computer-Integrated Manufacturing Handbook. MacGraw-Hill Book Company, 1987. Womack, J.P. e Jones, D.T. – A mentalidade enxuta nas empresas: Elimina o desperdício e cria riqueza. Editora Campus, 427p., RJ, 1998. Black, J. T.- The design of the Factory with a Future, McGraw Hill, Inc., New York, 1991. Kidd, P.T. – Agile Manufacturing: forging new frontiers. Addison-Wesley, 388p., 1995. Goldman, S.L.; Nagel, R.N. e Preiss, K. – Agile Competitors and Virtual Organizations: Strategies for enriching the customer. Van Nostrand Reinhold, New York, USA, 1995.
Fioroni, M.M. – Estudo e Análise Comparativa de Algumas Características de Arquitetura entre os Sistemas Holônicos de Manufatura e a Manufatura Ágil. Dissertação de Mestrado, FEM/UNICAMP, 2000. Lima, F,C.R. - Avaliação de Custos da Cadeia Logística (Supply Chain) de Empresas Virtuais. Dissertação de Mestrado, FEM/UNICAMP, 2002. Soto Rojas, E.P. - Uma Contribuição na Gestão da Informação e do Conhecimento da Empresa Virtual. Dissertação de Mestrado, FEM/UNICAMP, 2010. Soto Rojas, E.P. – Elementos de Suporte à Elaboração de Modelos de Negócios para Rede de Empresas. Tese de Doutorado, FEM/UNICAMP, 2014. Gitman, L. J. – Princípios de Administração Financeira. Editora Harbra, 7a Edição, São Paulo, 1997. Ross, S.A., Westerfield, R.W. e Jaffe, J.F. – Administração Financeira, 2a edição. Editora Atlas, São Paulo, 2002. Brigham, E.F. e Houston, J.F. – Fundamentos da Moderna Administração Financeira, 4ª edição, Editora Campus, Rio de Janeiro, 1999. Palmatier, G.E. e Crum, C. – Enterprise Sales and Operations Planning: synchronizing demand, supply and resources for peak performance. J. Ross Publishing e APICS, Boca Raton, Florida, USA, 2003. Roland Berger - INDUSTRY 4.0 - The new industrial revolution: How Europe will succeed, March/2014. Forschungsunion - Securing the future of German manufacturing industry: Recommendations for implementing the strategic initiative INDUSTRIE 4.0, Final report of the Industrie 4.0 Working Group. ACATECH - National Academy of Science amd Engineering, April 2013.
IM492 V - Tópicos em Engenharia de Fabricação I: Metodologias e Tecnologias para Competitividade Docente: Owsvaldo Luiz Agostinho Ementa: Modelo de Competitividade- Ambiente externo e interno nas organizações – Mercado, Ciencia e Tecnologia, Sociedade, Estimulos externos , atributos de competitividade mercadológicos, organizacionais e de capital humano. Competititividade externa e interna nas organizações – definição e desdobramentos Desdobramentos dos atributos de competitividade para niveis inferiores do modelo de competitividade – metodologias abrangentes e restritas Definição de Tecnologia Desdobramentos das metodologias do modelo de competitividade para niveis inferiores – tecnologias de 1º , 2º e 3º niveis. Estratégia e Planejamento Estratégico – definições principais Correlação entre estratégias, planos de ação , planos operacionais e projetos com os parametros externos e internos do modelo de competitividade –atores externos, estimulos, atributos , metodologias e tecnologias . Critérios de priorização de metodologias e tecnologias nos planos de ação , planos operacionais e projetos . Metodologia de foco – definição , desdobramentos e aplicação na priorização de metodologias e tecnologias . Bibliografia: Agostinho , O.L. – Sistemas de Negócio – volumes 1 e 2 – Apostila Unicamp – 2017 Khalil, Tarek - Management of Technology – Mc Graw Hill Higher Education – 2010 European Institute for Technology and Innovation Management – Bringing Technology and Innovation to the Boardroom – Palgrave Macmillan – 2008 Betz, Frederick – Managing Techonological Innovation – Competitive Advantage from Change – John Wiley & Sons – 2014 Gunn, Thomas G. – 21st Century Manufacturing; creating winning business performance ; Harper Business 2012 . Nidomolu, Ram ;Prahalad , C.K . Why Sustainability is now the key driver of innovation . Harvard Business Review. 2009 Outras literaturas serão propostas a medida do andamento do curso
IM496 A - Tópicos em Tratamentos Superficiais: Tecnologia e Aplicações de LASER Docente: Rodnei Bertazzoli Ementa:
Conceitos introdutórios: emissão espontânea, emissão estimulada e absorção; a idéia de laser. Interação da radiação com a matéria: radiação de corpo negro; absorção e emissão estimulada; emissão espontânea; decaimento não-radioativo; mecanismos de alargamento de linha; saturação. Processos de excitação: excitação óptica; excitação por descarga elétrica; métodos não-convencionais de excitação. Cavidades ópticas: introdução; cavidade plano-paralela; cavidade confocal; cavidade esférica geral; cavidades estáveis. Operações contínua e pulsada: equações de taxa. Tipos de lasers e fundamentos de operação. Parametrização dos lasers. Interações laser-matéria. Aplicações industriais; tratamentos de superfície; corte e furação; soldagem; aspectos metalúrgicos da soldagem; prototipagem rápida. Nanotecnologia e lasers. Gerenciamento da manufatura assistida por laser. Aspectos econômicos do processo. Aquisição de workstations. Consumíveis. Segurança operacional. Bibliografia: ION, J.C., Laser Processing of Engineering Materials: Principles, procedure and industrial application. Elsevier, 2005. 416p. READY, J.F., et al. (eds.) Lia Handbook of Laser Materials Processing. Magnolia Publising, 2001, 715p. PORTER, D.A., EASTERLING, K.E. Phase Transformations in Metals and Alloys. CRC Press, 2a. edição, 2004, 514p. SVELTO. O., Principles of lasers. New York: Plenum Press, 1976. SIEGMAN, A. E., Lasers. Mill Valley: University Science Books, 1986.
IM540 X - Tópicos em Engenharia de Produção: Gestão do Ciclo de Vida do Produto Docente: Robert Eduardo Cooper Ordoñez Ementa: Definição de gestão do ciclo de vida do produto. O que é o Processo de Desenvolvimento de Produtos e sua importância. Tipos de projetos de desenvolvimento de produtos. Fatores gerenciais que afetam o PDP. Interação do modelo PDP com o processo de fabricação. Processos de apoio da gestão do PDP. O Modelo, suas alternativas de aplicação e sua relação com outras abordagens para gestão do PDP. Bibliografia: AMARAL, D. C. [et al.] Gestão de Desenvolvimento de Produtos – Uma Referência para a Melhoria do Processo. Ed. Saraiva, 2006. FERREIRA, C. Projeto do Produto. Ed. Campus, 2009. GRIEVES, M. Product Lifecycle Management: Driving the next generation of lean thinking, 1 ed. New York: McGraw-Hill, 2006. 319 p. MACHADO, M.C.; Toledo, N. N. Gestão do Processo de Desenvolvimento de Produtos: Uma Abordagem Baseada na Criação de Valor. Ed. Atlas, 2008. 152 p. MISRA, K. B. Handbook of Performability Engineering. Ed. Springer, 2008. 1314 p. SLACK, N. Administração da Produção. Ed. Atlas, 2002. STARK, J. Product Lifecycle Management: 21st century paradigm for product realization. p.441. London: Springer, 2006.
AF - Mecatrônica IM420 R - Tópicos em Controle de Sistemas Mecânicos: Robótica Móvel Docente: Ely Carneiro de Paiva Ementa: Introdução à Robótica Móvel. Sensores e Atuadores em robótica móvel.
Arquiteturas de controle: deliberativa, reativa e híbrida. Modelagem cinemática de robôs móveis terrestres com locomoção por rodas. Percepção. Mapeamento e localização em robótica móvel. Mapeamento e localização simultâneos (SLAM). Planejamento de trajetória e navegação. Filtros de Kalman para localização de robôs móveis. Estimadores Bayesianos. Filtros de Kalman especiais. Filtro de Kalman estendido (EKF); filtro de Kalman Unscented (UKF); Filtro de partículas ou Sequential Monte Carlo (SMC). Noções de fusão sensorial. Noções de Visão Robótica: Estimação e controle (servovisão). Dinâmica de robôs móveis. Noções de controle não linear para robótica móvel. Robótica móvel aérea.
Bibliografia: “Robótica Móvel” – Organizadores: Roseli Aparecida Francelin Romero, Edson Prestes, Fernando Osório e Denis Fernando Wolf – LTC Editora, 2014. Cook, Gerald. Mobile Robots: navigation, control and remote sensing. Wiley-IEEE, 2011. Lewis, Frank L and Shuzhi Sam Ge. Autonomous Mobile Robots: sensing, control, decision making and applications. CRC Press 2006. Rajesh, Rajamani. Vehicle Dynamics and Control, Springer, 2012. J.-J. E. Slotine, Applied Nonlinear Control, Prentice Hall, 1991.