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Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Linha de Pesquisa:

  • Projeto, Análise e Otimização de Sistemas Mecânicos


Disciplinas

  • Disciplinas Obrigatórias

  Disciplina Crédito Horas
DIS Dissertação 06 -
ED1 Estágio em Docência 02 30
FM1 Fundamentos de Matemática 04 60

  • Disciplinas Eletivas

  Disciplina Crédito Horas
MS1 Introdução à Mecânica dos Sólidos                    
 - Pré-requisito: FM1
04 60
ME1 Mecânica dos Sólidos Computacional 1
 - Pré-requisito: FM1
04 60
ME2 Mecânica dos Sólidos Computacional 2
 - Pré-requisito: ME1
04 60
OT1 Otimização Estrutural
 - Pré-requisito: FM1
04 60
TE1 Técnicas Experimentais 1 04 60
MU1 Modelagem e Simulação de Processos de
Usinagem
04 60
TO: MFF Tópicos Especiais: Mecânica da Fratura e Fadiga 04 60
TO: MVF Tópicos Especiais: Fundamentos do Método de Volumes Finitos 04 60
TO: TRI Tópicos Especiais: Tribologia 04 60
TO: PCO Tópicos Especiais: Plasticidade Computacional
 - Pré-requisito: MS1 e ME1
04 60
TO: ARP Tópicos Especiais: Análise Computacional de Robôs Paralelos 04 60
TO: DIC Tópicos Especiais: Dinâmica Computacional
 - Pré-requisito: FM1
04 60
TO: EFA Tópicos Especiais: Elementos Finitos Avançados
 - Pré-requisito: MS1 e ME1
04 60
TO: OTT Tópicos Especiais: Otimização Topológica
 - Pré-requisito: FM1 e OT1
04 60
TO: PME Tópicos Especiais: Plasticidade dos Metais 04 60
TO: ROI Tópicos Especiais: Robótica Industrial 04 60
TO: IMC Tópicos Especiais: Introdução aos Materiais Compósitos 04 60
TO: AMO Tópicos Especiais: Análise Modal 04 60
TO: EDU Tópicos Especiais: Estudos Avançados em Dinâmica na Usinagem 04 60
TO: CTR Tópicos Especiais: Contole de Robôs 04 60



Ementas

DIS - Dissertação

O assunto da Dissertação deverá ser uma escolha conjunta aluno-orientador. Para ter direito à defesa de Dissertação, o aluno deverá ter vencido as seguintes etapas:

  • Ter cumprido um mínimo de 24 (vinte e quatro) créditos em disciplinas com conceito mínimo C por disciplina e conceito médio C no curso;
  • Possuir a freqüência mínima estabelecida;
  • Comprovar proficiência em língua estrangeira;
  • Alunos estrangeiros oriundos de países cuja língua oficial não seja o português, deverão comprovar proficiência em língua portuguesa. A instituição avaliadora deverá ser reconhecida pela UDESC.
  • Atestar o envio, devidamente protocolado, de artigo completo relacionado ao tema da dissertação, em conjunto com o orientador e co-orientador (se houver), a ser publicado em congresso ou em revista científica com conceituação no Qualis;
  • Ter sido aprovado no Exame de Qualificação;
  • Ter sido aprovado no estágio docente, de 30 horas/aula, com exceção de docentes de ensino superior.

 


ED1 - Estágio em Docência

O aluno deverá participar de um estágio docente de 30 h/a, excetuando-se aqueles que exerçam atividades de docência em ensino superior. O aluno deve requerer o estágio docente à coordenação do curso no prazo máximo de 01 (um) ano após o seu ingresso no curso e a supervisão e avaliação do estágio serão feitas pelo prof. orientador. A aprovação no estágio docente é obrigatória.

 


FM1 - Fundamentos de Matemática

Fundamentos Básico em Análise: espaços vetoriais, norma, produto interno, operadores lineares, mudança de base, problema de autovalores e autovetores, ortogonalidade, projeção ortogonal, continuidade, sequências, convergência uniforme, convergência fraca, espaços completos, série de Fourrier.

Conceitos Básicos de Cálculo Numérico: representação de números em computadores, algoritmos, operações básicas com matrizes, raízes de funções, triangularização de matrizes quadradas, métodos para a solução de sistemas de equações lineares, condicionamento de matrizes, sistemas de equações lineares complexas, sistemas de equações não-lineares, mínimos quadrados, solução de problemas de autovalores e autovetores, decomposição em valor singular, diferenciação numérica, integração numérica.

Conceitos Básicos em Equações Diferenciais: classificação de equações diferenciais, obtenção de equações diferenciais clássicas da mecânica por meio de balanço diferencial, condições de contorno, método dos resíduos ponderados.

 

MS1 - Introdução à Mecânica dos Sólidos

Pré-requisito: FM1 - Fundamentos de Matemática

Elementos de álgebra tensorial: pontos; vetores; tensores; definições e notação do teorema espectral; invariantes principais; teorema de Cavley-Hamilton. Elementos de analise tensorial: diferenciação; gradiente; divergente; teorema de Green; teorema de Stokes. Geometria e cinemática de sólidos: deformação; deslocamentos; tensor deformação de Green-Lagrange; deformação e rotação infinitesimais; tensões normais e cisalhantes. Princípios de equilíbrio: equilíbrio linear e angular; tensor tensão; equações locais de equilíbrio; tensões principais e desviadoras; o princípio do trabalho virtual. Teoria constitutiva: o princípio do balanço de energia; função energia de deformação; lei de Hooke generalizada; tensor elástico; elasticidade linear isotrópica; Problema a valor de contorno: elasticidade linear; formulação do problema e unicidade da solução; estados planos de deformação e tensão.
 


ME1 - Mecânica dos Sólidos Computacional 1

- Pré-requisito: FM1 - Fundamentos de Matemática

Método dos Resíduos Ponderados; Elementos Finitos Unidimensionais; Elementos Finitos Bidimensionais e Elementos Finitos Tridimensionais.
 


ME2 - Mecânica dos Sólidos Computacional 2

- Pré-requisito: ME1 - Mecânica dos Sólidos Computacional 1

Teoria de flexão de placas e cascas; Elementos de placas e cascas; Análise Modal e Transiente; Métodos implícitos e explícitos para a solução de problemas transientes; Análise de estabilidade de algoritmos de integração no tempo; Análise de erro e estratégias para extração de tensões e fluxos em problemas de elementos finitos; Refino adaptativo.
 


OT1 - Otimização Estrutural

- Pré-requisito: FM1 - Fundamentos de Matemática

Conceitos básicos de otimização; Existência e unicidade de solucão; Otimizacão irrestrita de funções de uma variável, Otimização restrita de funções de uma variável; Otimização Irrestrita de funções de N variáveis; Otimização restritiva de funções de N variáveis; Dualidade; Otimização estrutural; Análise de Sensibilidade em Sistemas Contínuos e Discretos, Otimização de Layout; Otimização de forma; Otimização Topológica.
 


TE1 - Técnicas Experimentais 1

Introdução à medição de grandezas mecânicas: Importância do planejamento experimental. Concepção de erros e incerteza de medição: principais fontes de erros, cálculo da incerteza de medição. Análise de dados experimentais. Características estáticas e dinâmicas dos instrumentos e sensores: sistemas de ordem zero, de primeira ordem e de segunda ordem. Determinação da função de transferência. Calibração de sistemas de medição. Aquisição e condicionamento de sinais: Configuração de Sistemas de Aquisição com base em computadores pessoais. Conversores A/D e D/A, filtragem, amplificação e  linearização. Processamento de sinais. Sensores e transdutores.
 


MU1 - Modelagem e Simulação de Processos de Usinagem

Revisão da mecânica do corte de metais. Fonte de erros no processo de usinagem. Caracteristicas estáticas, dinâmicas e térmicas em máquinas-ferramentas. Simulação do processo de usinagem no domínio do tempo e da frequência.
 


TO: MFF - Tópicos Especiais: Mecânica da Fratura e Fadiga

Tipos de fratura. Resistência teórica máxima dos materiais frágeis. Mecanismos de ruptura de materiais dúcteis e frágeis. Tensões devido à entalhes. Fator de concentração de tensão. Equações de Griffith e de Irwin. Fator de intensidade de tensão. Tensões devido às trincas. Mecânica da Fratura Linear-Elástica. Coeficiente de tenacidade á fratura Kc. Métodos de determinação do coeficiente de tenacidade à fratura. Mecânica da Fratura Elasto-plástica. Mecânica da fratura Não Linear. tenacidade à fratura de tensão sob corrosão.  Crescimento de trincas por fadiga. Critérios de fadiga. Ensaios não-destrutivos.
 


TO: MVF - Tópicos Especiais: Fundamentos do Método de Volumes 

Métodos de aproximação numérica. Equações de governo. Aproximação das equações de governo. O método dos volumes finitos. Condições de contorno. Métodos de solução do sistema de equações. Aplicação a problemas difusivos, convectivos, acoplamento pressão-velocidade. Qualidade na programação.
 


TO: TRIB - Tópicos Especiais: Tribologia

Conceito e importância da Tribologia. Estrutura das Superfícies. Mecânica do Contato. Topografia das Superfícies. Lubrificantes. Lubrificação Hidrodinâmica. Atrito a seco de Superfícies. Desgaste por deslizamento. Desgaste por partículas duras. Ensaios de Tribologia. Engenharia de Superfície.
 


TO: PCO - Tópicos Especiais: Plasticidade Computacional

- Pré-requisito: MS1 - Introdução à Mecânica dos Sólidos e ME1 - Mecânica dos Sólidos Computacional 1.

Cinemática de grandes deformações: aspectos matemáticos preliminares; decomposição polar; linearização e superposição de movimento de corpo rígido. Aspectos de mecânica dos sólidos e plasticidade: o tensor de Cauchy e direções principais equilíbrio; o princípio do trabalho virtual, potencial plástico, regras de fluxo, critérios de escoamento de von Mises, Tresca, Drucker-Prager e MohrCoulomb. Teoria constitutiva: elasticidade linear, Inelasticidade e o uso de variáveis internas; aproximação numérica de problemas plásticos, viscoplásticos, critérios de escoamento, regras de fluxo e endurecimento. Elastoplasticidade finita: cinemática de grandes deformações elastoplásticas; decomposição aditiva e multiplicativa; deformação logarítmica e tensor deformação plástica; Modelagem de problemas elastoplásticos: problema incremental de elastoplasticidade; método do preditor elástico/corretor plástico e algoritmos de retorno; problemas a valor de contorno incrementais e procedimento iterativo; módulo elastoplástico contínuo; módulo elastoplástico incremental (consistente). Exemplos de aplicação: simulação numérica usando programas comerciais.
 


TO: ARP - Tópicos Especiais: Análise Computacional de Robôs Paralelos

Classificação de robôs. Análise Cinemático: Matrizes de Rotação, Transformadas Homogêneas, Análise de Posição de Robôs Paralelos. Análise Diferencial de Robôs Paralelos: Jacobiano, Teoria de Helicóides, Condições de Singularidade.  Análise Estático de Robôs Paralelos. Análise de Rigidez de Robôs Paralelos . Análise Dinâmico de Robôs Paralelos: Formulação de Newton-Euler e formulação de Lagrange. 
 


TO: DIC - Tópicos Especiais: Dinâmica Computacional

- Pré-requisito: FM1 - Fundamentos de Matemática

Cinemática Plana. Cinemática Espacial. Dinâmica plana. Dinâmica Espacial. Métodos Numéricos. Equilíbrio Estático.
 


TO: EFA - Tópicos Especiais: Elementos Finitos Avançados

- Pré-requisito: MS1 - Introdução à Mecânica dos Sólidos e ME1 - Mecânica dos Sólidos Computacional 1.
 

Revisão de mecânica do contínuo. Revisão do MEF para problemas lineares. Revisão de plasticidade, não linearidade geométrica e não linearidade material no meio contínuo. Elementos finitos Lagrangeanos e Eulerianos em uma dimensão. Condução de calor não linear 1D e 2D. Introdução ao MEF não linear em sólidos e elementos estruturais. MEF para plasticidade em pequenas e grandes deformações. Tratamento de Incompressibilidade. Métodos de solução para problemas independentes e dependentes do tempo.
 


TO: OTT - Tópicos Especiais: Otimização Topológica

- Pré-requisito: OT1 - Otimização Estrutural

Otimização Paramétrica; Otimização de forma; Teoria da Homogeneização; Otimização topológica do contínuo.
 


TO: PME - Tópicos Especiais: Plasticidade dos Metais

Ensaio de tração simples de metais policristalinos e monocristalinos. Deformação cíclica e curvas monotônicas do encruamento. Efeito Bauschinger. Equações constitutivas da plasticidade. Influência da velocidade de deformação e da temperatura. Anisotropia plástica. Textura. Mecânica do continuo: análise das tensões e deformações num sólido. Tensão e deformação equivalentes. Fenomenologia do escoamento plástico. Teoria das discordâncias. Porosidade. Viscoelasticidade e viscoplasticidade. Fluência dos Metais. Superplasticidade. Critérios de limite de escoamento plástico. Superfícies de escoamento plástico. Regra da normalidade. Equações constitutivas da plasticidade: relações tensão-deformação plástica. Hipóteses do encruamento isotrópico e cinemático. O potencial plástico. O trabalho plástico. Método do Campo das Linhas de Cisalhamento máximo (slip-lines). Método do Limite Superior (upper-bound) de análise da conformação de metais. Ensaios de conformabilidade do metais. Diagramas de conformabilidade. Instabilidade plástica. Visioplasticidade.
 


TO: ROI - Tópicos Especiais: Robótica Industrial

Introdução. Definições. Morfologia e Componentes dos Robôs. Características de Posicionamento. Sensores.Arquiteturas de Sistemas de Controle de Robôs. Sistemas de Coordenadas. Posição e Orientação. Parâmetros de Denavit-Hartenberg. Modelos Cinemáticos Direto, Inverso e Diferencial de Robôs. Controle Cinemático de Robôs.Modelos Dinâmicos de Robôs: Formulações de Newton-Euler e de Lagrange. Controle Dinâmico de Robôs: Esquemas Mono-articular e Multi-articular, Aspectos Práticos. Métodos e Linguagens de Programação de Robôs. Aplicações Industriais. Critérios Básicos de Seleção. Segurança em Instalações Robotizadas.

 


TO: IMC - Tópicos Especiais: Introdução aos Materiais Compósitos

Introdução aos materiais compósitos. Análise micromecânica. Ensaios mecânicos. Análise macromecânica. Análise de falhas. Técnicas de Fabricação. Introdução ao projeto de estruturas em material compósito.
 


TO: AMO - Tópicos Especiais: Análise Modal

Funções de resposta em frequência e modelo modal para diferentes estruturas. Métodos de extração de parâmetros modais nos domínios do tempo e da frequência. Noções sobre ajuste de modelos, modificação estrutural e síntese modal.
 


TO: EDU - Tópicos Especiais: Estudos Avançados em Dinâmica na Usinagem

- Pré-requisito: MU1 - Modelagem e Simulação de Processos de Usinagem

Determinação da resposta dinâmica utilizando modificação estrutural. Simulação da estabilidade na usinagem de peças com elementos de baixa rigidez. Métodos avançados de solução de equações diferenciais com atraso. Determinação de resposta da vibração forçada na usinagem de peças.
 



TO: CTR - Tópicos Especiais: Controle de Robôs
 

- Pré-requisito desejável: FM1 - Fundamentos de Matemática

O Problema do controle. Controle no espaço das juntas. Controle decentralizado. Controle por torque computado. Controle decentralizado. Controle no espaço operacional. Comparação entre sistemas de Controle.
 



 

 
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