| The Engineer As Ethical Agent - 1800043 |
To give the engineering student information, knowledge, experience and methodologies for the practical implementation of good ethics and moral values in their world of influence, and even allowing their own self-improvement as an individual and professional. |
The action and its consequences. Corrections and its implications. Preparing to lead. Teaching values. |
Carlos Goldenberg ( Lattes goldweb@sc.usp.br) |
| Electrical Engineering Complementary Activities IV - 1800103 |
Propiciar ao aluno do Curso de Engenharia Elétrica a oportunidade de desenvolver atividades de formação teórico-prática, conforme estabelecido no projeto pedagógico em termos de complementação curricular possibilitando a efetiva participação da comunidade acadêmica em atividades como os projetos Mini-Baja, Fórmula SAE, Milleage, AeroDesign, GEAR, Iniciação Científica e Tecnológica e outros similares. |
O conteúdo específico de cada disciplina deverá ser detalhado quando de sua apresentação à CoC Engenharia Elétrica, sendo que, ao menos, deverá abordar aspectos relativos a: teoria e gestão de proejtos em Engenharia Elétrica; teoria de desenvolvimento de produtos em Engenharia Elétrica; metodologia de investigação científica; e técnica de apresentação de produtos |
Azauri Albano de Oliveira Junior ( Lattes azauri@sc.usp.br) |
| Complementary Activities in Mechatronics Engineering I - 1800111 |
Propiciar ao aluno do curso de Engenharia Mecatrônica a oportunidade de desenvolver atividades de formação teórico-prática, conforme estabelecido no Projeto Político Pedagógico em termos de complementação curricular, possibilitando a efetiva participação do corpo discente em atividades como: Mini-Baja SAE, Fórmula SAE, Milleage, Sena, Semear, Aerodesign, Empresa Junior, Equipe Tupã, Secretaria Acadêmica da Engenharia Mecatrônica e outros similares. |
O conteúdo específico de cada nova turma proposta deverá ser detalhado quando de sua submissão à CoC-Engenharia Mecatrônica abordando, ao menos, aspectos relativos à: teoria e gestão de projetos em Engenharia Mecatrônica, teoria de desenvolvimento de produtos em Engenharia Mecatrônica, metodologia de investigação científica e técnicas de apresentação de produtos. |
Luiz Augusto Martin Gonçalves ( Lattes mgoncalv@sc.usp.br) |
| Medical Image Principles - 5910173 |
Apresentar as principais características das imagens médicas;
Introduzir conceitos de processamento para a formação de imagens médicas;
Introduzir conceitos de pós-processamento e qualidade de imagens médicas;
Capacitar o aluno no uso de ferramentas e algoritmos básicos de processamento de imagens para aplicações em imagens médicas. |
Características das imagens: Resolução. Sinal/Ruído. Contraste/Ruído.
Imagens médicas: Aquisição. Função de espalhamento. Função de transferência.
Princípios de técnicas de reconstrução: Retro-projeção filtrada. Método Iterativo.Transformada de Fourier.
Pós-processamento de imagens: Histograma. Filtros espaciais e temporais. Segmentação.
Qualidade de imagem: Curvas ROC.
Softwares de processamen ImageJ, Matlab. |
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| Introduction to Data Science for Medical Physics - 5913004 |
Fornecer os conhecimentos básicos para utilização de ferramentas de tratamento e modelagem de dados e suas aplicações em física médica. |
1- Análise exploratória: Seleção, visualização e pré-processamento dos dados.
2- Aprendizado de Máquina
Análise de Componentes Principais.
Classificador Naive Bayes.
Máquinas de vetores de suporte (SVMs).
Árvores de decisão.
Regressão Multivariada e Logística.
3- Redes Neurais
Introdução a Redes Neurais Artificiais
Rede Perceptron: princípio de funcionamento, análise matemática e processo de treinamento.
Rede Adaline: princípio de funcionamento, processo de treinamento e comparação com Perceptron.
Rede Perceptron Multicamadas: princípio de funcionamento, processo de treinamento, aplicabilidade, aspectos de especificação topológica e de implementação de redes multicamadas.
Redes Neurais Recorrentes.
4- Aplicação de Data Science em física médica
Radioterapia.
Medicina Nuclear.
Radiodiagnóstico.
Ressonância Magnética.
Ultrassom |
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| General Chemistry - 7500012 |
Understand the chemical transformations of matter and the correlations between matter and energy. |
Developments of the fundamental concepts of the following topics:
1) Chemical Reactions
&x2022; Chemical bonds
&x2022; Stoichiometric calculations
&x2022; Neutralization and precipitation reactions
2) Chemical Equilibrium
&x2022; Systems in equilibrium and the equilibrium constant
&x2022; Aqueous equilibria: acid-base and precipitation
&x2022; Volumetric analysis
3) Chemical thermodynamics
&x2022; 1st Law of Thermodynamics: Enthalpy
Enthalpy formation, bonding and reaction
Hesss Law
&x2022; 2nd Law of Thermodynamics: Entropy
&x2022; 3rd Law of Thermodynamics: Gibbs energy
4) Chemical Kinetics
&x2022; Velocities of chemical reactions
&x2022; Relation between concentration and time
&x2022; Kinetic models
&x2022; Reaction speed and temperature
&x2022; Mechanisms of reaction and catalysis
5) Electrochemistry
&x2022; General concepts: oxy-reduction reactions and potential of electrodes
&x2022; Oxy-reduction equilibrium
&x2022; Nernst equation
&x2022; Faradays law, voltaic and galvanic cells |
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| Organic Chemistry III - 7500045 |
The course aims to apply the concepts and reactions studied in organic chemistry disciplines preceding the study of organic synthesis, as well as introducing families of chemical compounds (micromolecules and macromolecules) present in natural products. |
Concepts and applications of chemoivity, regioivity and stereoivity in organic reactions. Synthesis strategies: the use of the concept of retroanalysis, disconnection strategies (the use of synthons), interconversion of functional groups, polarity inversion, linear, convergent and divergent synthesis. Introduction to enantioive synthesis. Protecting groups in organic synthesis. Introduction to natural product chemistry: classes of natural products, biosynthesis, isolation, purification and structural elucidation. Terpenes and terpenoids. Steroids. Pericyclic reactions: frontier orbital theory and cycloaddition reactions. Polymers: types of polymers, their applications and their syntheses by radical, cationic and anionic polymerization. Carbohydrates: types of carbohydrates and their structures, reactions in the anomeric center, reactions in the hydroxyl groups and formation of disaccharides. |
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| Environmental Chemistry II - 7500074 |
1. To give the students an overview of the environment and its dynamics through biogeochemical cycles, making them distinguish between biological, physical, and chemical natural processes and the anthropogenic ones, besides assessing the environmental impacts of the latter processes over the former ones.
2. To give the students an overview of the aquatic environments and its interfaces with other environmental compartments: lithosphere, atmosphere, and biosphere; to show that chemical equilibria are rarely achieved, as they are open systems.
3. To give the students an overview of the most common processes for controlling aquatic pollution. |
1. Biogeochemical cycles
a. Water, nitrogen, and phosphorus cycles.
b. Simulations using the BCS freeware.
2. Water chemistry
a. The aquatic environment
i. Physicochemical properties of water.
b. Acid-base equilibria
i. The use of logarithmic diagrams.
ii. Carbonate system.
c. Complexation equilibria
i. Metals in water
ii. Aquatic humic substances
d. Redox equilibria
i. Redox potential (activity of the electron)
ii. Redox boundaries in natural waters
e. Solubility equilibria
i. Interfacial interactions
f. Equilibrium calculations using the Visual MINTEQ freeware
3. Processes for controlling aquatic pollution
a. Primary treatment
i. Bar screening
ii. Coagulation
iii. Flocculation
iv. Clarification
b. Secondary treatment
i. Kinetics of biological degradation processes
ii. Aerated lagoons
iii. Activated sludge
c. Tertiary treatment
i. Adsorption
ii. Filtration
iii. Ion exchange
iv. Membrane processes |
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| Good Laboratory Practices - 7500079 |
Prepare the student for the implementation and maintenance of Quality Systems based on GLP (Good Laboratory Practices), as well as working with these systems. Knowledge about the different types of GLP Inspection. |
NIT DICLA 035:
1. Test Facility Organization and Personnel.
2. Quality Assurance Program
3. Facilities
4. Equipment, Materials and Reagents.
5. System-Test.
6. Test Substance and Reference Substance.
7.Standard Operating Procedures
8. Study Execution.
9. Reporting Study Results.
10. Files. Complementary standards (NIT DICLAs 36 to 41).
Implementation and Inspection Simulation. |
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| Principles of Organic Chemistry and Biochemistry of Macromolecules - 7500092 |
Química do carbono. Grupos funcionais e reações orgânicas de interesse na bioquímica. Propriedades de sistema biológicos. Estrutura e função de proteínas. Enzimas. Propriedades e função de carboidratos. Classificação e propriedades de lipídeos. Nucleotídeos e ácidos nucleicos. Princípios de bioenergética. |
1. Química do Carbono: ligações simples, duplas e triplas.
2. Estereoisomeria e enantiomeria e sua influência no sistema biológico.
3. Grupos funcionais de interesse em Bioquímica:
4. Álcoois, Éteres, Aminas, Amidas, Carbolinas (cetonas e aldeídos), ácidos carboxílicos e derivados (ésteres, amidas), Sulfidrilas, Fosfatos Orgânicos e grupos Aromáticos e Heteroaromáticos.
5. Princípios gerais de reações orgânicas. Reações do tipo SN1, SN2, ataque nucleofílico em carbonila.
6. Introdução a análise de sistemas biológicos. Plano molecular da vida. Evolução bioquímica. Água. Sistemas tampões.
7. Aminoácidos: Estrutura e propriedades. Base estrutural das proteínas: aminoácidos. Classificação e Estereoquímica. Ionização e ação tamponante. Determinação do ponto isoelétrico de aminoácidos.
8. Organização estrutural e conformacional de proteínas. Ligações peptídicas. Níveis estruturais de proteínas. Enovelamento e Dinâmica de proteínas.
9. Diversidade de estruturas e função de proteínas. Proteínas globulares. Proteínas fibrosas. Extração, isolamento, caracterização e quantificação de proteínas.
10. Mioglobina e Hemoglobina: Estrutura. Função, Alosterismo e Defeitos Genéticos.
11. Enzimas. Enzimas como catalisadores biológicos. Co-fatores e coenzimas. Conceitos de sítio ativo e mecanismos de ação. Princípios de controle da atividade enzimática.
12. Carboidratos: propriedades químicas e função. Classificação. Derivação: séries D e L. Estrutura cíclica e isomeria. Anômeros e Epímeros. Derivados de açúcares. Dissacarídeos. Propriedades químicas de importância prática: conceito de açúcar redutor. Polissacarídeos e glicoconjugados.
13. Classificação e propriedades de lipídeos. Unidades fundamentais: classificação de lipídeos. Propriedades de agregados lipídicos. Composição e arquitetura de membranas biológicas.
14. Nucleotídeos e ácidos nucleicos. Estrutura de ácidos nucleicos. Química de ácidos nucleicos. Outras funções de nucleotídeos.
15. Princípios de bioenergética. Bioenergética e termodinâmica. Transferência de grupos fosforil e ATP. |
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| Complementary activities in Computer Engineering I - 9700100 |
Propiciar ao aluno do Curso de Engenharia de Computação a oportunidade de desenvolver atividades de formação teórico-prática, conforme estabelecido no projeto político pedagógico, em termos de complementação curricular possibilitando a efetiva participação da comunidade acadêmica em atividades como os projetos Warthog, Mini-Baja, Fórmula SAE, Milleage, AeroDesign, Semear, Iniciação Científica e Tecnológica, Empresas Junior, Secretaria Acadêmica do Curso e outros similares. |
O conteúdo específico de cada disciplina deverá ser detalhado quando de sua apresentação à CoC Engenharia de Computação, sendo que, ao menos, deverá abordar aspectos relativos a: teoria e gestão de projetos em Engenharia de Computação/Elétrica; teoria de desenvolvimento de produtos em Engenharia de Computação/Elétrica; metodologia de investigação científica; e técnica de apresentação de produtos. |
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| Computation in Architecture I - IAU0743 |
Introduzir os recursos da informática postos à disposição dos arquitetos e da sociedade em geral, e como as tecnologias eletrônicas e digitais interferem no espaço, tempo e linguagem da arquitetura. São destacados dois usos da informática: uso individual e colaborativo. |
Reflexão e investigação prática sobre a informatização. Compreensão de inter-relações entre percepção espacial e cultura digital. Tecnologia e organização espacial; Aspectos de criação espacial em rede. Elaboração de trabalhos em ambientes concretos e digitais. |
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| Building Technologies II-B - IAU0750 |
A disciplina tem como objetivo caracterizar a indústria de construção civil nacional e seus princípios estruturadores. Discutir o processo produtivo do setor e os conceitos racionalização das construções, de industrialização das construções em massa e industrialização flexível (construção enxuta, prototipagem rápida e automação em arquitetura e urbanismo). Discutir o processo de desenvolvimento de edifícios e apresentar conceitos relacionados a gestão de projetos, projeto de produto e projeto da produção, coordenação e compatibilização de projetos, bem como discutir o papel do arquiteto como coordenador do processo de projeto. Discutir e apresentar técnicas de coordenação modular em projetos, fluxo tecnológico, trajetória de obra e planejamento de canteiro de obras, levantamento de quantitativos e orçamentos. |
A partir da caracterização de processo construtivo, nesta disciplina são analisados os principais processos de produção na indústria da construção civil. |
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| Seminars on Contemporary Architecture III-C - IAU2109 |
Capacitar o aluno no entendimento de temas e questões emergentes e de relevância em Arquitetura e Urbanismo que se fazem presentes no momento contemporâneo. Possibilitar aos alunos conhecer e compreender temas e questões emergentes e de relevância relacionadas à Arquitetura e Urbanismo e seus campos de conhecimentos afins de uma forma mais ágil por meio de disciplinas de distintos tempos (mensal, bimestral e semestral). Observações: 1. A proposta específica de ementa de cada disciplina deverá ser analisada e aprovada pela CG do IAU; 2. O oferecimento de cada turma da disciplina deverá ser aprovado em tempo hábil para constar no quadro de disciplinas do período de matrícula do IAU. |
A ser definido no planejamento do programa de cada disciplina a ser oferecida. |
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| Aerial Vehicles Embedded Systems - SAA0356 |
Apresentar aos alunos os conceitos profissionais e metodologias de trabalho com software embarcado. Introduzir conhecimentos teóricos e práticos relacionados à implementação de sistemas embarcados, aplicáveis tanto a produtos aeronáuticos quanto a produtos de outras áreas, destacando as principais diferenças entre eles. Demonstrar a relação entre sistemas embarcados e aplicações típicas do universo aeronáutico, incluindo o uso de processos soft, firm e hard real-time.
Competências Específicas
Ao final do curso, o aluno deverá desenvolver as seguintes competências (C) relacionadas a Sistemas Embarcados para Veículos Aéreos:
&x25cf; C1. Otimização de recursos: Desenvolver soluções de software embarcado que considerem as limitações de recursos dos sistemas embarcados, como memória, processamento e consumo de energia, visando desempenho e eficiência adequados.
&x25cf; C2. Escolha de componentes e ferramentas: Compreender e aplicar boas práticas na seleção e integração de componentes de hardware e software em sistemas embarcados, assegurando compatibilidade, funcionalidade e comunicação eficiente.
&x25cf; C3. Solução de problemas: Identificar e solucionar problemas em sistemas embarcados, utilizando conhecimentos teóricos, técnicas de depuração e habilidades de análise e resolução de problemas.
&x25cf; C4. Desenvolvimento aplicado: Capacitar-se para atuar no desenvolvimento, projeto e implementação de sistemas embarcados em áreas como aeronáutica, automação industrial, dispositivos médicos, automóveis, Internet das Coisas (IoT), entre outras.
&x25cf; C5. Trabalho em equipe: Demonstrar habilidades de trabalho colaborativo, incluindo a divisão de tarefas e a integração de contribuições individuais para o desenvolvimento eficiente de sistemas embarcados.
&x25cf; C6. Trabalho profissional: Diferenciar os recursos e práticas utilizadas no desenvolvimento de sistemas embarcados, promovendo uma visão profissional e
prática da área.
Essa disciplina é introdutória em termos de aplicações, e as competências adquiridas podem ser aprimoradas por meio da prática, da experiência profissional e da continuidade nos estudos em sistemas embarcados.Habilidades Desenvolvidas
Para atingir as competências (C) acima, os alunos deverão desenvolver as seguintes habilidades (H):
&x25cf; H1. Compreensão da arquitetura de software de sistemas embarcados: Demonstrar um entendimento sólido dos princípios fundamentais de sistemas
operacionais embarcados, incluindo kernel, sistema de arquivos, gerenciamento de memória, drivers de dispositivo, interrupções e temporização. Reconhecer conceitos como arquitetura de sistemas embarcados e o ciclo de vida do código.
&x25cf; H2. Conhecimento de microcontroladores e processadores embarcados: Familiarizar-se com microcontroladores e processadores utilizados em sistemas embarcados, entendendo suas arquiteturas, periféricos e recursos específicos.
&x25cf; H3. Comunicação com periféricos e redes de computadores: Desenvolver a capacidade de interagir com periféricos externos, como sensores, atuadores e interfaces de comunicação, utilizando protocolos como I2C, SPI e UART, mas também conhecimentos dos protocolos de redes TCP, UDP / IP.
&x25cf; H4. Depuração e teste de sistemas embarcados: Utilizar ferramentas e técnicas de depuração para identificar e corrigir problemas em sistemas embarcados, além de realizar testes que garantam o funcionamento correto do sistema.
&x25cf; H5. Desenvolvimento de aplicativos embarcados: Trabalhar com ambientes profissionais de desenvolvimento de software embarcado, projetando e implementando aplicativos que operem em sistemas-alvo (target), a partir de estações de trabalho (host). Essa habilidade inclui programação em linguagens apropriadas e o uso de frameworks ou ambientes de desenvolvimento integrado (IDEs).
&x25cf; H6. Controle de versão: Utilizar ferramentas modernas de controle de versão para acilitar o desenvolvimento de aplicativos embarcados e promover a colaboração em equipe.
equipe. |
1. Arquiteturas de sistemas embarcados, definições e conceitos.
Sistemas Embarcados, Sistemas Críticos e Sistema de Tempo Real.
2. Revisão do Sistema Operacional Linux e Programação de Threads em Linux .
3. Apresentação de hardware embarcado de diferentes capacidades e propósitos:
a. Toolchain
b. Bootloaders
c. Kernel
d. Root Filesystem
e. Build Systems (Yocto Project)
f. Memória, Gerenciamento de Memória e Estratégias de armazenamento
g. Devices Drivers e Board Support Packages (BSP)
h. Processos e Threads
i. Containers
4. Redes de computadores e Protocolos de redes industriais (conceitos gerais com exemplo).
5. Escalonamento de processos.
6. Sistemas Operacionais de Tempo Real e programação de aplicativos de tempo real.
7. Conceitos de comunicação entre tarefas e sincronização:
a. Buffering Data, Time-Relative Buffering,Ring Buffers,
b. Mailboxes, Queues
c. Semáforos e outros mecanismos de sincronização,
d. Regiões críticas, Deadlock, Inversão de Prioridades.
8. Exemplos de aplicações:
a. Escrita de comandos temporizados para atuadores
b. Leitura temporizada de sensores
c. Implementação de Sistema de Controle em malha fechada.
9. Controle de Versão e Desenvolvimento de software em equipes
10. Realização de visita técnica a empresa(s) especializada(s) no desenvolvimento de software embarcado, assim como a feiras de tecnologia que apresentam produtos baseados em software embarcado.
11. Organização de uma aula ou palestra remota ministrada por pesquisador ou desenvolvedor
de destaque internacional, abordando conceitos relevantes tratados na disciplina. |
Glauco Augusto de Paula Caurin ( Lattes gcaurin@sc.usp.br) |
| Aerodynamic Design - SAA0363 |
Capacitar o aluno às atividades de projeto aerodinâmico de aeronaves tais como: asa, fuselagem,
empenagem; sistemas de alta sustentação de bordo de fuga e de bordo de ataque; superfícies de
controle; interferência asa-fuselagem; instalação de motores e sua interferência aerodinâmica,
Determinação das características aerodinâmicas tais como sustentação, arrasto e momentos. A
análise conceitual e preliminar do projeto aerodinâmico usará conhecimentos interdisciplinares
através de trabalhos em equipe. Os temas de projeto serão dinâmicos mudando a cada ano sempre
com sugestões do setor produtivo. Como resultado é esperado que os alunos entendam o processo
de projeto aerodinâmico e refinamento de informações obtidas a partir de diferentes bases de dados
públicas (patentes, etc.), soluções similares existente e dos diferentes tipos de usuários, transformando-as em especificações de engenharia. O trabalho em equipe proporcionará divisões naturais de perfis técnicos dentro da equipe de projeto, que auxiliará a resolver desafios para se obter soluções conceituais para os problemas propostos. Haverá uso extensivo de software de análise aerodinâmica e metodologia de otimização multidisciplinar. |
Capacitar o aluno às atividades de projeto aerodinâmico de aeronaves tais como: asa, fuselagem,
empenagem; sistemas de alta sustentação de bordo de fuga e de bordo de ataque; superfícies de
controle; interferência asa-fuselagem; instalação de motores e sua interferência aerodinâmica,
Determinação das características aerodinâmicas tais como sustentação, arrasto e momentos. Análise
com ferramentas computacionais e experimentais.
HABILIDADES: Conhecimentos sólidos em disciplinas básicas (desenho CAD, aerodinâmica). Uso e
habilidade na escolha de ferramentas computacionais, CAD, planilhas de cálculo. Proatividade na
execução de tarefas, Capacidade de trabalhar em equipe.
COMPETÊNCIAS PRINCIPAIS:
Capacidade de tomadas de decisões, frente aos diferentes domínios do conhecimento na área de
engenharia aeronáutica. Capacidade de planejamento das etapas iniciais do projeto (inovação e melhorias). |
Hernan Dario Ceron Muñoz ( Lattes hernan@sc.usp.br) |
| Artificial Intelligence - SCC0230 |
Apresentar ao aluno as idéias fundamentais da Inteligência Artificial e algumas características relacionadas à implementação desse tipo de sistemas. |
História da Inteligência Artificial (IA). Caracterização dos problemas de IA e aplicações (por exemplo, em processamento de linguagem natural, mineração de dados e robótica). Introdução à programação lógica e seu uso em IA. Métodos de busca para resolução de problemas: busca cega e informada, busca com adversários. Formalismos de representação de conhecimento e inferência: lógica, redes semânticas, frames, scripts e regras de produção. Sistemas baseados em conhecimento. Noções gerais de aprendizado de máquina. Introdução a algumas técnicas relevantes de aprendizado, como árvores de decisão, naive-bayes, redes neurais, algoritmos genéticos e k-means. Ética e impactos da IA. |
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| Laboratory of Electronic Devices - SEL0306 |
Experimental and theoretical analysis of electronic devices. |
Theoretical and experimental analysis of electronic devices by determining some of their most important properties and parameters which are considered in electronic circuit design. The main devices to be studied are vacuum tubes, rectifying diodes, signal processing diodes, zener and avalanche reference diodes, light emiting and light detecting diodes, bipolar transistors, field effect transistors, thyristors, integrated circuits, photoelectric devices, sensors, and other devices. |
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| Electronic Circuits II - SEL0314 |
To give the student a firm grounding in the analysis and design of JFET and MOS analog circuits. An emphasis is placed on design content, and the students use SPICE as a simulation tool. |
JFET: Device Equations, Transfer Characteristics, Hybrid-Pi Model, T Model, SPICE Model, Bias Equations, Basic Single-Stage Amplifiers Analysis, Common-Source Amp., Common-Drain Amp., Common-Gate Amp., JFET Multi-Stage Amplifiers, Cascode Amplifier, Differential Amplifier, Current Source Circuits, Small-Signal High-Frequency Models, Basic Amplifiers Frequency Analysis, MESFET Principles.
MOSFET, Device Symbols, Depletion-Type and Enhancement-Type MOSFET, Device Equations, Transfer Characteristics, Hybrid-Pi Model, T Model: SPICE Model, Bias Equations, Basic Single-Stage Amplifiers Analysis, Common-Source Amp., Common-Drain Amp., Common-Gate Amp., MOSFET Multi-Stage Amplifiers, Cascode Amplifier, Differential Amplifier, Current Source and Current Mirror Circuits, Supply and Temperature Independent CMOS Biasing and References, Elementary CMOS Operational Amplifier Analysis, Folded-Cascode Amplifier, Small-Signal High-Frequency Models, Basic Amplifiers Frequency Analysis, CMOS Inverter and Logic-Gate Circuits. |
João Paulo Pereira do Carmo ( Lattes jcarmo@sc.usp.br) |
| Application of Microprocessors I - SEL0336 |
To provide to students the necessary guidance to learn design techniques for microprocessor systems, microcomputers interfaces and assembly language projects developed in laboratory. |
Programming techniques including algorithms, flowchart and machine language. It covers arithmetic operations, branch operations, tables and data lists, code conversion.
Data communication via serial port and parallel port (standard RS-232C).
Programming of timers.
Interfacing techniques using machine language.
Stepping motor control. |
Evandro Luis Linhari Rodrigues ( Lattes evandro@sc.usp.br) |
| Short Circuit Calculations - SEL0348 |
Introduzir conceitos e técnicas de cálculo concernente ao surto e faltas no sistema. |
Considerações gerais. Classificação dos transitórios em sistemas de energia. Faltas em sistemas. Curto-circuitos simétricos. Comportamento da máquina síncrona. Curto-circuitos assimétricos. Análise por componentes simétricos. Impedâncias e circuitos de sequência. Cálculo das faltas assimétricas. |
Denis Vinicius Coury ( Lattes coury@sc.usp.br) |
| Generation of Electrical Energy - SEL0363 |
Introduzir conhecimentos sobre as formas de geração de energia elétrica, os cálculos correspondentes e o comportamento da demanda de energia. |
Panorama atual da matriz de energia no Brasil e no mundo. Apresentação do sistema elétrico de potência. Princípio de geração de energia elétrica com máquinas elétricas.
Usinas hidroelétricas. Cálculo da energia gerada. Componentes das usinas hidroelétricas. Modelos matemáticos da geração energia elétrica em usinas hidroelétricas. Usinas termoelétricas, modelo matemático de geração, princípios de funcionamento. Usinas térmicas e suas fontes: biomassa, fósseis e nuclear. Cogeração. Introdução ao despacho econômico de geradores térmicos. Despacho econômico com restrições de fontes. Geração Eólica e Fotovaltica. Armazenadores de energia elétrica. Mercados de energia elétrica. Comercialização de energia elétrica. |
Eduardo Nobuhiro Asada ( Lattes easada@usp.br) |
| Electrical Power Transmission Lines - SEL0365 |
Apresentar os fundamentos de cálculo de parâmetros de linhas de transmissão de energia elétrica, bem como, delinear a análise de linhas de transmissão no domínio da frequência. |
1) Introdução à transmissão de energia elétrica; 2) Cálculo de parâmetros de condutores em linhas de transmissão; 3) Incorporação de efeito de cabos-guarda nos parâmetros elétricos; 4) Incorporação de efeitos da multiplicidade de condutores nos parâmetros elétricos; 5) Transposição de linha; 6) Cálculo de parâmetros elétricos de linhas de transmissão em termos de componentes simétricas; 7) Acoplamento eletromagnético de circuitos duplos; 8) Energização de linhas de transmissão e conceito de ondas trafegantes; 9) Determinação da equação geral de linhas de transmissão e particularização da resposta no domínio da frequência; 10) Determinação de características da linha de transmissão: celeridade, constante de atenuação, constante da defasagem, potência natural; 11) Modelos elétricos equivalentes de linhas de transmissão e aplicações; 12) Operação de linhas de transmissão e métodos de compensação; 12) Softwares para cálculo de parâmetros de linhas de transmissão. |
Rogério Andrade Flauzino ( Lattes raflauzino@usp.br) |
| Optical Communications - SEL0366 |
This Optical Communications course aims to provide students with a comprehensive understanding of the principles and technologies related to modern optical communications. Students will learn about the physical properties and functionalities of optical fibers, optical sources, and receivers, as well as associated devices. The course also covers optical communication systems, including wavelength-division multiplexing (WDM) and measurement techniques.
Additionally, advanced topics on secure communication are included, highlighting the principles of quantum cryptography and quantum key distribution (QKD). Students will understand how these emerging technologies can be applied to ensure the security of data transmissions, exploring the theoretical and practical concepts of quantum cryptography and the mechanisms of quantum key distribution.
To achieve the competencies listed above, the student should develop the following
skills:
1. Theoretical and Practical Understanding: The student should understand the basic and advanced principles of optical communications and know the structure, propagation, and performance of optical fibers.
2. Analysis and Evaluation: The student should be able to evaluate the performance of optical sources and receivers and analyze the performance of optical systems.
3. Design and Implementation: The student should be able to design and implement optical communication systems, including WDM, and investigate optical devices such as modulators and dielectric waveguides in general.
4. Optical Fiber Technology: The student should understand optical fiber technology and its practical applications.
5. Photodetectors and Receivers: The student should know the types of photodetectors and receiver technologies.
6. Secure Communications: The student should be able to implement security principles in optical communications and apply techniques to ensure data integrity and confidentiality.
7. Quantum Cryptography: The student should understand the fundamentals of quantum cryptography and implement basic quantum protocols (e.g., BB84).
8. Quantum Key Distribution (QKD): The student should understand and implement QKD and evaluate the advantages and challenges of quantum cryptography.
9. Teamwork: The student should be able to work in a team for course-related projects. |
Optical Fibers
Structures
Propagation
Performance
&xf02d; Optical Sources
Structures
Coupling to optical devices
Physical characteristics
&xf02d; Photodetectors and Optical Receivers
Types of photodetectors
Functioning and efficiency
Design and operation of optical receivers
&xf02d; Optical Communication Systems
Modulation and demodulation
Transmission and reception systems
System characteristics and performance
&xf02d; Wavelength-Division Multiplexing (WDM)
Principles and techniques
Applications in optical networks
&xf02d; Measurements in Optical Systems
Measurement techniques and instruments
Performance evaluation and diagnostics
&xf02d; Optical Devices
Types of devices and their applications
Interferometers, modulators, and optical switches
Optical Sensors: Principles of operation and applications in various Fields
&xf02d; Secure Communications
Principles of security in optical communications
Techniques to ensure data integrity and confidentiality
Quantum Cryptography
&xf02d; Fundamentals of quantum cryptography
Basic quantum protocols (e.g., BB84)
Advantages and challenges of quantum cryptography
Quantum Key Distribution (QKD)
Concepts and operation of QKD
Practical implementations and examples
Security and future applications of QKD |
Ben Hur Viana Borges ( Lattes benhur@sc.usp.br) |
| Introduction to Rehabilitation Engineering - SEL0395 |
Introduzir os alunos a tecnologia de ponta em reabilitação de deficientes físicos e órgãos artificiais. Aspectos de instrumentação e controle são enfatizados. |
Conceitos básicos em instrumentação eletrônica biomédica. Geração e controle de sinais. Modelagem e controle dos sistemas neuro-muscular e músculo esquelético. Locomoção humana: normal e patológica. Biomecânica ortopédica e reabilitação motora. Órgãos artificiais, próteses e órteses. Estimulação elétrica neuromuscular. Aplicações clínicas. |
Alberto Cliquet Junior ( Lattes cliquet@usp.br) |
| Fundamentals of Medical Imaging - SEL0397 |
To provide basic knowledge on physical principles related to medical imaging, in order to enable the student in understanding techniques and systems used to generate this kind of image. |
General concepts on geometrical and physical optics. Optical instruments. Human eye, vision problems and diagnosis instrumentation. Principles of laser imaging and laser characteristics. X-ray characteristics and generation and interaction with matter. X-ray imaging and radiology. Radiographic images of small structures – concepts on mammography and angiography. Quality assurance in radiology. Radiation biological effects and radiation protection. Ultrasound physical principles and ultrasound imaging for medical diagnosis. Basic principles of nuclear magnetic resonance (NMR); MRI and image reconstruction. Gamma radiation characteristics and interaction with matter. Gamma cameras and nuclear medicine. |
Homero Schiabel ( Lattes homero@sc.usp.br) |
| Introduction to Computer Architetures - SEL0415 |
To provide to students the knowledge of computer architecture based on the study of microprocessors. To enable students to understand the operation of hardware and software of digital computers. |
1. Microcomputer structures: 1.1 Von Neumann Architecture 1.2. Harvard Architecture
2. State circuits: 2.1. Concept of 3-state, symbol and table; 2.2 Examples of CI; 2.3 3-state circuitry for interfacing input devices; 2.4 Examples
3. Semiconductor memories: 3.1 Classification and Characteristics; 3.2 Timing; 3.3 Association of Memories
4. Decoder circuits
5. Memory Interface
6. 8-bit microcomputer architecture: 6.1 Basic Modules and Information Flow; 6.2 Registers and Flags; 6.3 address bus, data bus and Control bus; 6.4 Arithmetic and Logic Unit ; 6.5 Instruction Set; 6.6 Registers and Flags; 6.7 Timing (machine cycles ); 6.8 Examples
7. Multiplexed adddress/data bus and demultiplexing
8. Addressing modes: immediate, by register, direct, indirect, indexed
9. Interrupt: 9.1 Definition; 9.2 Interrupt priority, vectored interrupt, and acknowledge 9.3 Interrupt- driven I/O; 9.4 Interrupt Service
10. Input/Output: 10.1 Memory-mapped I/O; 10.2 I /O Isolated; 10.3 Interfacing I /O devices; 10.4 Data Transfer Control: by programming, using interrupt and using DMA; 10.5 Parallel and serial Interface; 10.6 Examples |
Marcelo Andrade da Costa Vieira ( Lattes mvieira@sc.usp.br) |
| Ocular Bioenginnering II - SEL0429 |
Realizar pequenos projetos de técnicas, programas ou equipamentos oftalmológicos, em nível de graduação. Os projetos envolvem o conhecimento de eletrônica e programação básicas. O intuito do curso é fazer com que o aluno aplique seus conhecimentos nesta área, para que os projetos sejam implementados no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto e com isso, estimular o aluno a ver resultados imediatos dos seus conhecimentos adquiridos e aplicados ao setor da bioengenharia ocular. |
Breve revisão de ótica oftalmológica para nivelamento dos alunos.
1. Lentes Delgadas
2. Lentes Espessas
3. Prismas e Desvios Prismáticos
4. Espelhos
5. Divisores de Feixe
6. Sensores de Lado de Olho
Equipamentos Médicos
1. Lâmpada de Fenda
2. Microscópio Cirúrgico
3. Microscópio Especular
4. "Holter" de Pupila
5. Medidor de Transparência de Córneas
6. Medidor de UVA e UVB de lentes oftalmicas
Projetos em Eletrônica, Ótica e Programação, voltados ao desenvolvimento de equipamentos e sistemas para Oftalmologia. |
Liliane Ventura Schiabel ( Lattes lilianeventura@usp.br) |
| Introduction to Digital Image Processing. - SEL0449 |
To provide students with the basic concepts of digital image processing and its applications, detailing the main techniques of image enhancement and restoration. By the end of the course, the student will have basic knowledge of the main techniques for image processing and restoration in the spatial and frequency domains. They will also be able to apply the concepts learned in practical tasks that require basic knowledge of digital image processing |
Introduction to fundamental concepts of digital image processing and applications;
Elements of visual perception: structure of the human eye, image formation, brightness adaptation;
Image acquisition: sensors, digitization, sampling, quantization, spatial resolution, grayscale resolution, representation of a digital image;
Color image processing: color model and color space. Image processing in spatial domain: intensity transformations, histograms, point-to-point operators, linear and non-linear transformations, local operators, spatial convolution, spatial filtering; Image processing in frequency domain: Fourier transform, properties of Fourier transform, frequency spectrum, aliasing in images, frequency domain filtering, homomorphic filtering; Image restoration: degradation models, point spread function, optical transfer function, noise models, noise filtering in images, Wiener filter. Practical activities in the Python language. |
Marcelo Andrade da Costa Vieira ( Lattes mvieira@sc.usp.br) |
| Signal and System - SEL0604 |
Desenvolver os fundamentos teóricos de análise e representação de sinais e sistemas em tempo contínuo.
Ao final do curso o aluno deverá ter adquirido as seguintes competências específicas:
1. Ser capaz de analisar, modelar, simular, projetar e desenvolver sistemas de computação que atendem as necessidades dos usuários e o seu contexto de uso, valorizando a sustentabilidade, a acessibilidade e a segurança;
2. Ser capaz de aprender, desenvolver, adaptar e utilizar processos e novas tecnologias computacionais e eletrônicas de forma independente e multidisciplinar, valorizando a sustentabilidade, a acessibilidade e a segurança;
3. Aprender de forma autônoma e com iniciativa técnicas, processos, ferramentas e métodos, avaliando a sua aplicação em sistemas de computação.
Para alcançar as competências listadas acima, o aluno deverá desenvolver as seguintes habilidades:
1. Conhecer e aplicar os conhecimentos específicos das áreas da computação e da elétrica para aplicação em projetos;
2. Domínio do processo de projeto e implementação de sistemas computacionais, envolvendo tanto hardware como software;
3. Gerenciar o projeto e o desenvolvimento de dispositivos para processamento de informações, comunicação, controle e automatização, considerando as questões sociais, ambientais, de acessibilidade e de segurança envolvidas. |
1. Revisão de Álgebra Linear: base de representação, mudança de base, autovetores e autovalores; 2. Introdução ao Espaço de funções: definição de produto escalar e norma de uma função; 3. Classificação e propriedades de sinais; 4. Função impulso e a operação de convolução; 5. Série de Fourier e suas propriedades; 6. Transformada de Fourier e suas propriedades; 7. Modulação de sinais em amplitude; 8. Filtros Ideais; 9. Classificação e propriedades de sistemas; 10. Representação em frequência de sistemas LIT em tempo contínuo; 11. Transformada de Laplace e suas propriedades; 12. Estabilidade de sistemas
LIT: função de transferência, pólos e zeros. 13. Resposta ao impulso de sistemas LIT; 14. Resposta em frequência de sistemas LIT. |
Marcos Rogerio Fernandes ( Lattes marofe@usp.br) |
| Semiconductors Fundamentals - SEL0607 |
Desenvolver a compreensão dos fundamentos dos diversos fenômenos físicos associados à materiais semicondutores e apresentar as diversas famílias de dispositivos utilizados em eletrônica e telecomunicações, discutindo os seus respectivos princípios de operação e propiciando uma introdução às técnicas de microeletrônica. |
Átomos e Elétrons: fundamentos básicos de mecânica quântica e física do estado sólido. Propriedades cristalinas, bandas de energia e portadores de carga em semicondutores. Princípio físico de operação de dispositivos eletrônicos semicondutores: diodos, transistores bipolares e FETs. Lasers e fotodectores. Introdução à técnicas de fabricação microeletrônica. |
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| Electronic Circuits II - SEL0613 |
Modeling and application in electronic circuits of bipolar transistors (Bipolar Junction Transistor - BJT) and MOS (Metal Oxide Semiconductor) FET (Field Effect Transistor) transistors. |
MOSFET Transistors - Physical Structure and Operation of a MOS transistor: operating regions (cut-off, triode, and saturation); Large signal models: current equations; Small signal models; Current mirrors; Basic MOSFET Amplifiers: Common Source, Common Gate, Common Drain; The transistor as pass transistor; MOS inverter: static and dynamic operation, speed and power consumption; Implementation of logic blocks (logic gates, latches, and flip-flop); Polarization with current sources; Wilson current mirrors; Differential Pair: differential and common mode gain; CMRR (Common Mode Rejection Rate); Active loads and application of cascode transistors; Amplifiers with multiple stages; Frequency response of circuits - analysis at frequency domain, Bode Diagrams; Response at low and high frequencies of basic amplifiers and differential pairs |
Joao Navarro Soares Junior ( Lattes navarro@sc.usp.br) |
| Application of Microprocessors - SEL0614 |
Apresentar ao aluno as diferentes arquiteturas modernas de microcontroladores. Apresentar a interação em baixo nível com o hardware, permitindo que o aluno relacione os conceitos de organização de computadores com as arquiteturas tratadas nesse curso. Desenvolver projetos de sistemas embarcados utilizando linguagem C. |
&xf0b7; Revisão da organização e arquitetura de microcontroladores;
&xf0b7; Organização de microcontroladores da família PIC18, Cortex-M3 e ESP32;
&xf0b7; Interação de baixo nível com o hardware
&xf0b7; Modos de operação, registradores SFR e GPR, modos de endereçamento;
&xf0b7; Temporizadores, interrupção e pilha;
&xf0b7; Técnicas de programação para microcontroladores: algoritmos, fluxograma, linguagem de máquina e
linguagem C;
&xf0b7; Desenvolvimento de firmware embarcado em linguagem C;
&xf0b7; Estruturas internas de programas em C: segmentação de memória, segmentos de código, variáveis
estáticas, pilha e interrupção;
&xf0b7; Chamadas de função em programas escritos em C;
&xf0b7; Passagem de parâmetros nas chamadas de função, por registradores e pela pilha.
&xf0b7; Tipos de arquivos intermediários na compilação de programas: código fonte (.c), arquivos de
cabeçalho (.h), arquivos assembly (.asm);
&xf0b7; Criação de firmware executáveis para microcontroladores;
&xf0b7; Desenvolvimento de projetos em sistemas embarcados utilizando portas de I/O, interfaces de
comunicação serial e paralela, comunicação sem fio, controle de motores com PWM, conversores A/D,
display de LCD e outros periféricos. |
Marcelo Andrade da Costa Vieira ( Lattes mvieira@sc.usp.br) |
| Design of Analog Integrated Circuits - SEL0618 |
Apresentar as técnicass e procedimentos para projetos e simulação integrados analógicos. |
Princípios de projeto analógico. Captura de esquemático, simulação elétrica, confecção de lay-out, extração de parâmetros parasitas e re-simulação (programas MAGIC, SPICE, IRSIM). Projetos de sub-sistemas e sistemas por meio de ambiente de projetos. |
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| Mechanical Vibrations - SEM0172 |
Develop specific competences (C) and abilities (H) necessary for the analysis of vibratory phenomena and develop a critical point of view about the types of mechanical vibrations, their causes and effects.
C1: Analyse the vibratory behavior of mechanical systems;
C2: Identify the causes of the vibratory behavior of mechanical systems;
C3: Analyse and evaluate ways for attenuating the vibratory behavior of mechanical systems.
H1: Analyse the free response of systems with 1 or more degrees of freedom and identify causes
and effects;
H2: Analyse the forced response of systems with 1 or more degrees of freedom and identify causes
and effects;
H3: Understand frequency response functions;
H4: Design of passive vibration attenuation systems. |
1) Fundamentals of vibration: basic concepts and classification.
2) Free response of systems with 1 degree of freedom: undamped, damped, stability conditions.
3) Forced response of systems with 1 degree of freedom: harmonic excitation, base motion, rotating
unbalance response, transmissibility, non-harmonic excitation.
4) Free response of systems with N degrees of freedom: natural frequencies, vibration modes.
5) Forced response of systems with N degrees of freedom: orthogonality of eigenvectors and modal
decomposition, frequency response functions, resonance and antiresonance.
6) Continuous systems: modeling, natural frequencies, vibration modes.
7) Passive control of vibration: vibration isolation, dynamic absorbers. |
Rodrigo Nicoletti ( Lattes rnicolet@sc.usp.br) |
| Thermodynamics I - SEM0233 |
The discipline aims to provide the student with thermodynamic fundamentals and tools that are required for design, analysis and diagnostic of thermal systems; aims to keep with a significant share of formation and information in thermo-fluid-dynamics areas in a multidisciplinary context in complement to concepts of fluid mechanics and heat and mass transfer.
At the end of the course the student must have had acquired the following specific competencies (C) about the science thermodynamics:
C1. To know and understand the basic concepts of the science thermodynamics;
C2. To know and understand thermodynamic properties, thermodynamic processes, and thermodynamic laws, including aspects physical, mathematical and deductive that are involved;
C3. To apply the acquired knowledge to the solution of thermodynamic processes in thermal machines and components of thermal machines;
C4. To carry out performance analyses in thermal machines and components of thermal machines.
In order to reach for the above listed competencies (C) the student must develop the following abilities (H):
H1. To study the fundamentals of the science thermodynamics, with emphasis on aspects physical, mathematical and deductive that are involved;
H2. To equate thermodynamic problems in thermal machines and in components of thermal machines departing the knowledge of processes and transformations that are involved;
H3. To analyze thermodynamic solutions having in view design and performance optimization of thermal machines and components of thermal machines. |
1. Concepts and definitions: thermodynamic laws; system; control volume; surroundings; points of view microscopic, statistical, macroscopic; properties of pure substances; state; phase; classes of properties; thermodynamic equilibrium; processes; cycles; units system; energy; specific volume; pressure; temperature;
2. Properties of a pure substance: pure substance; phase equilibrium; pressure and temperature of saturation; critical point; triple point; independent properties; thermodynamic surfaces; tables of properties; quality; equations of state; ideal gases; compressibility factor;
3. Heat and work: forms of energy transfer; point and line functions; work or molecular potential energy in transit; work in simple compressible system; Joule experiment; heat or molecular kinetic energy in transit; boundary phenomena; conduction, convection and radiation; signal conventions;
4. First law of thermodynamics: first law for thermodynamic cycles; total energy; potential macroscopic energy; kinetic macroscopic energy; internal energy; first law for processes in systems; first law in power terms; enthalpy; specific heats at constant volume and pressure; mass conservation in control volumes; first law for processes in control volumes, steady-state regime, uniform regime, transient state;
5. Second law of thermodynamics: reversible and irreversible processes; thermal engines; refrigerators; efficiency of thermal engines; efficiency of refrigerators; second law for thermodynamic cycles; Kelvin-Plack classical statement; Clausius classical statement; perpetual motion machine; sources of irreversibility; Carnot cycle; absolute temperature; thermal efficiency of Carnot&x2019;s thermal engine; thermal efficiency of Carnot&x2019;s refrigerator; inequality of Clausius; entropy; second law for processes in systems; principle of entropy increase in systems; entropy generation; entropy variation in ideal gases; absolute entropy; polytropic reversible processes; rate of entropy generation; second law for processes in control volumes, steady-state regime, uniform regime; transient state, principle of entropy increase in control volumes; isentropic efficiencies. |
Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez ( Lattes oscarmhr@sc.usp.br) |
| Machine Elements II - SEM0326 |
Proporcionar conhecimentos básicos sobre os elementos de união, molas e elementos simples. |
1) Junções por meio de soldas: Vantagens e desvantagens. Formas construtivas. Soldabilidade. Tipos de junções. Qualidade de soldas. Solicitação. Dimensionamento de uniões soldadas. Exercícios. 2) Junções por meio de rebites: Utilização. Vantagens e desvantagens. Execução. Tipos de Rebites.Formas construtivas. Solicitação. Dimensionamento de uniões rebitadas. Exercícios. 3) Junções por meio de parafusos: Utilização. Vantagens e desvantagens. Fabricação. Tipos de Roscas. Normas. Tipos de parafusos. Dispositivos de segurança. Falhas. Transmissão de forças e rendimentos. Parafusos com pré-tensão. Solicitação. Dimensionamento de uniões parafusadas. Exercícios.
4) Molas Elásticas: Introdução. Utilização. Seleções das molas. Propriedades. Solicitação. Dimensionamento. Exercícios.
5) Elementos Simples: Anéis elásticos. Anéis de retenção. Anéis "O - Ring". Retentores. Vedadores.. |
Ernesto Massaroppi Junior ( Lattes massarop@sc.usp.br) |
| Heat and Mass Transfer - SEM0550 |
By the end of the course, the student should have acquired the following specific competences
(C) in heat and mass transfer:
C1. Knowing the basic concepts related to heat and mass transfer modes;
C2. Understanding the physical fundamentals of each heat and mass transfer mode, solution methods and their occurrence in diverse applications.
C3. Applying, analyzing and evaluating the basic concepts of heat and mass transfer in various areas of science.
C4. Applying the mathematical knowledge calculus, differential equations, algebra and analytical geometry to evaluate problems in heat and mass transfer.
C5. Creating mathematical and technological solutions for heat and mass transfer in applied problems.
In order to achieve the above-mentioned competences (C), the student should develop the following abilities (H):
H1. To study the fundamentals of heat and mass transfer; which involve the processes of heat conduction, convection and radiation and the processes of mass diffusion and convection.
H2. To understand the heat and mass transfer processes in order to recognize them and identify their relevance in real life problems;
H3. To use the heat and mass transfer knowledge to model, simulate and optimize fundamental and applied problems in this field. |
1. Introduction.
2. Heat transfer modes: Conduction, Convection and Radiation.
3. Temperature and its measurement devices.
4. One-dimensional and multi-dimensional steady-state heat conduction: heat diffusion equation, thermal resistance, fins, thermal contact resistance and global heat transfer coefficient, conduction shape factor, solution through the finite difference method.
5. Transient conduction: Lumped capacitance method. Plane wall, cylinder, sphere, semi-infinite solid, solution through the finite difference method.
6. Principles of convection, including notions of laminar and turbulent boundary layers: velocity and thermal boundary layers on a flat plate for laminar flow, Prandtl number, introductory concepts of turbulence applied to velocity and thermal boundary layers.
7. External forced convection: exact and approximate solutions on flat plates. Heat transfer correlations for forced convection over cylinders and spheres, in tube banks and of impinging jets.
8. Internal forced convection. Heat transfer in laminar and turbulent flow inside ducts, heat transfer in non-circular ducts. Heat transfer correlations for forced internal convection.
9. Natural convection. Heat transfer for natural convection in vertical flat plates and other geometries, correlations for predicting heat transfer.
10. Analogies between momentum, heat and mass transfer.
11. Principles of thermal radiation: radiant intensity, irradiation and radiosity; the ideal surface:
blackbody radiation; Planck´s distribution, Wien´s displacement Law, Stefan-Boltzmann law, band emission, emission on real surfaces, emissivity, absorptivity, transmissivity and reflectivity, Kirchhoff&39;s law and the gray surface.
12. View factor: View factor between differential surfaces and between finite surfaces; methods for evaluating view factors.
13. Radiation exchange between surfaces: black and gray surfaces. Environmental Radiation. Multimode Heat Transfer. Radiation within participant media.
14. Mass transfer. |
Debora Carneiro Moreira ( Lattes dcmoreira@usp.br) |
| Autonomous Aerial Vehicles - SEM0576 |
Para o processo final de aprendizagem do aluno na disciplina é esperado um conjunto de Competências específicas (C), desdobrado em um conjunto de Habilidades (H) de aprendizagem final destacados a seguir:
C1: Compreender e diferenciar as diferentes configurações de veículos aéreos autônomos;
C2: Ter noções básicas de Sistemas de Visão Computacional embarcados em veículos aéreos autônomos;
C3: Compreender quais são o sensores embarcados e suas funções no controle de voo de veículos aéreos autônomos;
C4: Compreender quais são as características essenciais dos hardwares e sistemas operacionais embarcados em veículos aéreos autônomos;
C5: Ter noções básicas de sistemas de auto-localização, de fusão sensorial, de navegação, de
planejamento de trajetórias e de desvio de obstáculos empregados em voo de veículos aéreos autônomos;
C6: Compreender os aspectos legais e éticos envolvidos no uso de veículos aéreos autônomos.
H1: Ser capaz de modelar, analizar e compreender diferentes configurações de veículos aéreos
autônomos;
H2: Utilizar os conhecimentos multidisciplinares que envolvem conceitos de mecânica, eletrônica e computação para sintetizar ou selecionar técnicas de controle, de navegação, de planejamento de trajetória e de desvio de obstáculos básicas e avançadas em veículos aéreos autônomos, que sejam adequadas para uma aplicação em engenharia;
H3: Ser capaz de modelar e simular diferentes técnicas de controle, de navegação, de planejamento de trajetória e de desvio de obstáculos básicas e avançadas básicas e avançadas para veículos aéreos autônomos;
H4: Desenvolver um projeto de engenharia de natureza interdisciplinar que empregue veículos aéreos autônomos, em parceria com grupos de pesquisa, tanto pesquisadores e docentes de Universidades, quanto órgãos da sociedade civil. |
. Introdução e Histórico de Veículos Aéreos Autônomos.
. Configurações de Veículos Aéreos Autônomos: Asa Fixa, Asa Rotativa, Blimps, etc.
. Noções Básicas de Visão Computacional.
. Sistemas Embarcados de Sensoriamento e de Processamento.
. Sistemas Operacionais.
. Sistemas de Auto-localização.
. Fusão Sensorial.
. Sistemas de Navegação: Planejamento de Trajetórias e Desvio de Obstáculos.
. Sistemas de Controle.
. Aspectos Éticos e Legais sobre Veículos Autônomos.
. Seminários e estudo de casos. |
Marcelo Becker ( Lattes becker@sc.usp.br) |
| Diagnosis of managerial and organizational problems - SEP0548 |
O objetivo da disciplina é desenvolver competências de diagnóstico de problemas administrativos, examinado os temas consolidados das três visões da Administração: visão racional, visão comportamental e visão cognitiva. |
&xf0b7; Módulo I: FUNDAMENTOS DE ADMINISTRAÇÃO.
Definição de Administração. O trabalho do administrador. As funções do administrador. Os papéis do administrador. Conceito de organização burocrática. Características fundamentais. Racionalidade, autoridade, legitimidade.
&xf0b7; MÓDULO II: VISÃO RACIONAL DA ADMINISTRAÇÃO.
Conceitos de racionalidade, homem racional, autoridade, obediência. Elementos constituintes da visão racional: Processo de planejamento. Planejamento estratégico. Estrutura organizacional. Tecnologia ou organização do trabalho. Informação e gestão da informação. Tecnologia da informação. Sistemas administrativos
&xf0b7; MÓDULO III: VISÃO COMPORTAMENTAL DA ADMINISTRAÇÃO.
Conceitos de necessidades humanas, homem social, satisfação. Elementos constituintes da visão comportamental: Processo de liderança. Cultura organizacional. Grupos e equipes de trabalho. Motivação no trabalho. Comunicação.
&xf0b7; MÓDULO IV: VISÃO COGNITIVA DA ADMINISTRAÇÃO.
Conceitos de aceitação da autoridade, persuasão, homem administrativo. Elementos constituintes da visão cognitiva: Processo de decisão. Estratégia emergente. Coalizão. Aprendizagem organizacional. Conhecimento e gestão do conhecimento.
&xf0b7; CONCLUSÃO: Modelos organizacionais. Modelo de congruência. Integração entre as visões de Administração. O Trabalho do administrador. |
Edmundo Escrivao Filho ( Lattes edesfi@sc.usp.br) |
| Solid Mechanics II - SET0184 |
Fornecer aos alunos os conhecimentos básicos sobre mecânica dos sólidos, destacando aplicações em Engenharia Mecânica, Produção Mecânica, Mecatrônica e Materiais e Manufatura, visando prepará-los para as demais disciplinas relacionadas à área de projeto mecânico. |
Flexão geral: Eixos principais de inércia, cálculo das tensões normais e seções compostas. Estudo das tensões: Estado de tensão em um ponto, equações de equilíbrio, estado plano de tensão, tensões sobre planos inclinados, tensões principais, círculo de Mohr. Estudo das deformações: Deformação em um ponto, estado plano de deformação, deformações principais, círculo de Mohr, extensometria. Elasticidade Linear: Princípio da superposição, Lei de Hooke generalizada, noções de anisotropia. Critérios de resistência: Conceito de falha do material, critérios clássicos para sólidos isotrópicos. Deslocamentos transversais em vigas de seção simétrica: Equação da linha elástica, cálculo de deslocamentos por integração, método da superposição, vigas estaticamente indeterminadas. Noções de estabilidade: flambagem de barras prismáticas, hipérbole de Euler, flexo-compressão. Noções sobre Métodos Energéticos: Energia de deformação, Potencial de forças externas, Energia cinética. Conservação da energia potencial total. |
André Teófilo Beck ( Lattes atbeck@sc.usp.br) |
| Introduction to Structural Analysis - SET0400 |
Fornecer aos alunos os conhecimentos básicos de isostática, destacando aplicações em Engenharia Civil, visando prepará-los para as demais disciplinas relacionadas à área de Estruturas. |
Estática - noções básicas, definição e classificação de forças, análise de ponto material e corpo rígido, decomposição de uma força e resultante de forças aplicadas num ponto (métodos do triângulo e do paralelogramo), forças aplicadas num corpo rígido, equações de equilíbrio no plano e no espaço; Equilíbrio de corpos no plano: forças externas, momento de uma força, Sistema de forças equivalentes e momentos equivalentes; Análise de estruturas - tipos de elementos estruturais (linear, de superfície e de volume), vínculos externos e internos, determinação geométrica e determinação estática, equilíbrio em duas dimensões, cálculo de reações de apoio (vigas, pórticos, treliças e arcos); Esforços internos - conceituação dos tipos de esforços solicitantes (força normal, força cortante, momento fletor e momento de torção), determinação de esforços solicitantes e seus diagramas em vigas, determinação de esforços solicitantes e seus diagramas em pórticos, determinação de esforços solicitantes em grelhas; Treliças - tipos de treliças (planas e espaciais), métodos de solução (equilíbrio de nós e de Ritter), determinação de esforços solicitantes e seus diagramas em treliças planas. Características geométricas das seções planas - momentos de primeira ordem e centros de gravidade. Momentos de segunda ordem. Momentos de inércia de seções compostas. Transporte de inércia. Momentos e eixos principais de inércia, rotação de eixos. |
Rodrigo Ribeiro Paccola ( Lattes rpaccola@sc.usp.br) |
| Reinforced Concrete Structures II - SET0410 |
Fornecer subsídios para projeto de estruturas de edifícios com lajes, vigas e pilares de concreto armado. |
Etapas da construção de edifícios: elementos estruturais, sistemas estruturais. Caminho das ações. Concepção de estrutura formada por lajes, vigas e pilares: projeto de arquitetura, características do solo e interação com projetos de instalações. Forma do andar tipo e dos outros andares: posição dos elementos, cotas parciais e totais, dimensões preliminares das seções transversais de vigas e pilares. Projeto de lajes maciças: tipos, pré-dimensionamento, ações, reações de apoio, momentos fletores, armaduras principais, verificações de flecha e de cisalhamento, armaduras de distribuição e de canto, desenho de armação, relação de barras e resumo. Projeto de lajes nervuradas: tipos, dimensões da capa e das nervuras, espaços entre elas, ações, reações de apoio, momentos fletores, armaduras, verificações de flecha e de cisalhamento, cálculo e detalhamento das armaduras. Projeto de vigas: esquema estático, dimensões, cargas, modelos de cálculo, momentos nos apoios extremos e ao longo da viga, forças cortantes, momentos máximos nos vãos, valores de cálculo, verificações de flexão e de cisalhamento, diagramas de cálculo (força cortante e momento fletor), cálculo das barras longitudinais e dos estribos, ancoragem nos apoios extremos, verificações de flecha e de abertura de fissuras, detalhamento das armaduras. Projeto de pilares com pequena e média esbeltez: cargas, características geométricas, classificação, esbeltez limite, momentos fletores de primeira e de segunda ordem, situações de cálculo, seções críticas, cálculo da armadura longitudinal, armadura mínima e máxima, estribos e detalhamento das armaduras. |
Marcela Novischi Kataoka ( Lattes kataoka@sc.usp.br) |
| Solid Mechanics II - SET0414 |
Fornecer aos alunos os conhecimentos básicos sobre resistência dos materiais, destacando aplicações à Engenharia Civil, visando prepará-los para as demais disciplinas relacionadas à área de Estruturas. |
Flexão geral: Eixos principais de inércia, cálculo das tensões normais e seções compostas. Estudo das tensões: Estado de tensão em um ponto, equações de equilíbrio, estado plano de tensão, tensões sobre planos inclinados, tensões principais, círculo de Mohr. Estudo das deformações: Deformação em um ponto, estado plano de deformação, deformações principais, círculo de Mohr, extensometria. Elasticidade Linear: Princípio da superposição, Lei de Hooke generalizada, noções de anisotropia. Critérios de resistência: Conceito de falha do material, critérios clássicos para sólidos isotrópicos. Deslocamentos transversais em vigas de seção simétrica: Equação da linha elástica, cálculo de deslocamentos por integração, método da superposição, vigas estaticamente indeterminadas. Noções de estabilidade: flambagem de barras prismáticas, hipérbole de Euler, flexo-compressão. Noções sobre Métodos Energéticos: Energia de deformação, Potencial de forças externas, Energia cinética. Conservação da energia potencial total. |
Rodolfo André Kuche Sanches ( Lattes rodolfo.sanches@usp.br) |
| Elements of Industrial Acoustics - SET0621 |
Fornecer aos alunos do curso de Engenharia Civil, Engenharia Mecânica, Engenharia Elétrica e Arquitetura e Urbanismo as noções básicas de acústica Industrial (ambiente fechado), quais sejam: grandezas importantes, técnicas de medição e níveis de tolerância. Ao final do curso, o aluno vai estar preparado para elaborar projeto de mitigação da poluição acústica. |
Poluição ambiental por ruído e vibração, e níveis de tolerância. Princípios da mecânica newtoniana, sistemas vibrantes de um grau de liberdade, propagação de ondas unidimensionais e parâmetros fundamentais. Principais fontes de ruído e vibração, bem como técnicas de atenuação (mitigação). Grandezas importantes, dispositivos de medição e procedimentos. |
Jose Elias Laier ( Lattes jelaier@sc.usp.br) |
| Soil Reinforcement - SGS0605 |
Apresentar ao aluno a técnica de reforço de solos para uso em estruturas de contenção, taludes compactados íngremes, aterros sobre solos moles e taludes naturais. |
Descrição das técnicas de reforço de solos. Princípios gerais de reforço de solos. Exemplos de aplicação.
Fatores condicionantes do projeto de solo reforçado. Propriedades geotécnicas de interesse ao projeto. Efeito da água.
Reforço com inclusões lineares. Terra Armada. Exercícios.
Geossintéticos: tipos e aplicações. Funções dos geossintéticos. Ensaios em geossintéticos.
Drenagem e filtração com geossintéticos. Critérios de filtração com geossintéticos. Detalhes construtivos de obras de drenagem e filtração com geossintéticos. Especificações de geossintéticos para drenagem e filtração em reforço de solos.
Geogrelhas e geotêxteis para reforço: tipos e propriedades. Reforço de solos com geossintéticos. Detalhamento da construção de obras em solo reforçado com geossintéticos. Exercícios. Especificações de geossintéticos para obras de reforço em solos.
Aterros sobre solos moles. Alternativas para execução de aterros sobre solos moles. Métdos de dimensionamen uso de bermas, aterro estaqueado, reforço basal. Exercícios. Especificações de geossintéticos para uso em aterros sobre solos moles.
Aceleração de recalques com uso de drenos verticais. Geodrenos. Exercícios.
Solo pregado: conceitos, aplicações e métodos de dimensionamento. Exercícios. |
Jefferson Lins da Silva ( Lattes jefferson@sc.usp.br) |
| Hydroelectric Power Plants - SHS0115 |
Neste curso procurar-se-á fornecer conceitos básicos e procedimentos práticos que aplicados ao projeto de uma usina hidrelétrica de baixa potência geram resultados bastante satisfatórios. Não serão tratados detalhes estruturais referentes às obras civís. |
Conceituação do tema geral. Setor energético: Modelos, regulação e competitividade. Etapas de avaliação do potencial. Estudos Hidrológicos. Estudos hidrológicos. Estudos topográficos, geológicos e geotécnicos. Arranjo de um aproveitamento -Componentes de uma PCH. Barragens e seus elementos principais. Casa de máquinas para PChs. Turbinas hidráulicas - generalidades, curvas típicas, rotação específica.Viagem didática a uma PCH e seu reservatório. |
Frederico Fabio Mauad ( Lattes mauadffm@sc.usp.br) |
| Linear Algebra II - SMA0123 |
To complement the knowledge obtained in “Linear Algebra” (sma-304) and provide bases for later studies. |
Linear functionals. Adjoint of a linear map. Self-adjoint operators. Orthogonal operators. Skew symmetric operators. Quadratic forms. Jordan´s canonical form |
|
| Analytic Geometry - SMA0300 |
The discipline aims at familiarizing students with analytic geometry in 2 and 3 dimensions, emphasizing its geometric aspects and their translations into Cartesian coordinates. |
Cartesian coordinates. Vectors. Linear dependence. Basis. Dot product. Vector product. Translation and rotation. Lines and planes. Distance and angle. Conics. Reduced equation of a quadric surface. Polar, cylindrical and spherical coordinates. |
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| Calculus I - SMA0301 |
Familiarize the students with the concepts of limit, continuity, diferenciability and integration of one variable functions. |
Properties of real numbers. Real functions of one real variable. Some elementary functions. Limit. Continuity. Derivative. Mean value theorem. Application of the derivative. Antiderivative. Riemann integral. Fundamental theorem of calculus. Applications of integrals. Methods of integration. Improper integral |
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| Linear Algebra I - SMA0304 |
Lead the students to the use of algebraic tools, aiming the others disciplines. |
Real and complex vector spaces. Linear dependence. Base. Dimension. Subspaces. Direct sum. Linear transformations. Kernel and image. Isomorphism. Matrix of linear transformation. Eingenvalues and eingenvectors. Invariant subspaces. Diagonalization of operators. Jordan canonical form. Inner product spaces. Orthogonality. Isometry. Self-adjoint operators. |
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| Analytic Geometry - SMA0800 |
The discipline aims at familiarizing students with analytic geometry in 2 and 3 dimensions, emphasizing its geometric aspects and their translations into Cartesian coordinates. |
Cartesian coordinates. Vectors. Linear dependence. Basis. Dot product. Vector product. Translation and rotation. Lines and planes. Distance and angle. Conics. Reduced equation of a quadric surface. Polar, cylindrical and spherical coordinates. |
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| Mathematical Programming - SME0110 |
The aim of this course is to enable students to understand, formulate and solve optimization linear problems with variables continuous and integers. |
Definição de problemas de programação matemática. Introdução a modelagem de problemas de otimização linear com variáveis contínuas. Representação gráfica e solução gráfica de problemas de otimização linear com variáveis contínuas. Teoria da programação linear. Pontos extremos, vértices e soluções viáveis básicas. Degenerescência. O método simplex: condições de otimalidade e desenvolvimento. Encontrando uma solução viável básica inicial. Ciclagem. Aplicações de otimização com variáveis inteira, tipos de problemas e construção de modelos. Introdução a relaxação de modelos: Relaxação Linear; Lagrangiana e Combinatória. Método Branch-and-Bound. Princípio do método de Planos de Cortes e pré-processamento. Introdução a métodos heurísticos: heurísticas, metaheurísticas e matheurísticas. Heurísticas construtivas. Métodos de busca local: descida e máxima descida. |
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| Linear Algebra and Ordinary Differential Equations - SME0141 |
An introduction to Linear Algebra and applications to some ODE |
General properties of matrices: product, inverse. N-dimensional Euclidean space. Vector spaces and subspaces. Generated subspace. Linear dependence. Basis and dimension. Linear transformations. Foundations of differential equations. Homogeneous and non homogeneous equations. Basis of solutions for order n equations. Eigenvalues and eigenvectors of matrices. Systems of equations with constant coefficients. Non homogeneous system of equations and the variation of constants formula. |
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| Non-linear Optimization - SME0212 |
The aim of this course is to enable students to understand, to formulate and to solve non-linear optimization problems. |
Unconstrained optimization: optimality conditions and methods for unconstrained optimization. Constrained optimization: methods for bound-constrained optimization and linearly constrained optimization (bounds and linear constraints), Karush-Kuhn-Tucker conditions. Interior point methods. Augmented Lagrangian methods.
Extension activities: Presentation to the community of problems of general interest that correspond to 45 hours of extension activities. |
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| Integer Programming - SME0213 |
The aim of this course is to enable students to understand, to formulate and to solve integer optimization problems. |
Integer programming: applications, modeling and examples. Introduction to model relaxations: linear relaxation, lagrangian relaxations and combinatorial relaxations. Implicit enumeration: basic concepts. The branch-and-bound method. Introduction to Cutting Plane. |
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| Numerical Analysis - SME0300 |
Introduce students to the main computational techniques in linear algebra and calculus through the study of numerical methods using digital computers. |
Machine representation of numbers: floating point numbers and round-off errors. Nonlinear equations: fixed-point iteration, Newton’s method and secant method. Numerical solutions of nonlinear systems: fixed-point method and Newton’s method. Direct methods for the solutions of linear systems: LU factorization and Gaussian elimination. Iterative methods for solving of linear systems: Jacobi-Richardson and Gauss-Seidel methods. Approximation of eigenvalues and eigenvectors: power method and Jacobi method. Least-squares approximation. Polynomial interpolation: Lagrange and Newton interpolation. Numerical integration: Newton-Cotes and Gauss formulas. Numerical solution of ordinary differential equations: Euler’s method, higher-order Taylor methods, predictor-corrector methods and explicit Runge-Kutta methods. |
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| Ordinary Differential Equations - SME0340 |
An introduction to ODE and Laplace transform. |
Introduction to the first order ODE: separable variables, linear equations, exact equations, integrating factor; applications (Bernoulli and Ricatti equations); Second order ODE; order n ODE; Systems of equations with constant coefficients. Non homogeneous system of equations and the variation of constants formula; solutions using Laplace transform. |
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| Linear Algebra and Differential Equations - SME0341 |
An introduction to Linear Algebra and applications to some ODE. |
General properties of matrices: product, inverse. N-dimensional Euclidean space. Vector spaces and subspaces. Generated space. Linear dependence. Basis and dimension. Linear transformations. Foundations of differential equations. Homogeneous and non homogeneous equations. Basis of solutions for order n equations. Eigenvalues and eigenvectors of matrices. Systems of equations with constant coefficients. Non homogeneous system of equations and the variation of constants formula. |
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| Mathematics for Architects II - SME0344 |
An introduction to differential and integral calculus with applications to engineering and architecture. |
Properties of real numbers. Real functions of one real variable. Elementary functions. Limits. Continuity. Derivatives. Applications of derivatives. Antiderivative. The fundamental theorem. Aplications of the integral. The catenary. |
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| Fatigue and Fracture of Materials - SMM0156 |
At the end of the course, the student should have acquired the following specific competencies (C):
C1: Understand the fundamental principles of the mechanical behavior of materials and the relationships between stress and strain.
C2: Be able to evaluate the mechanical properties of materials, such as tensile strength, hardness, Young Modulus, and toughness.
C3: Analyze how materials behave under different types of loads, including tension, compression, shear, and bending.
C4: Familiarize themselves with the mechanisms of brittle, ductile, intergranular, and fatigue fractures of materials, including crack analysis and fatigue life.
C5: Apply the knowledge of mechanical behavior in the design and engineering of safe and efficient components and structures.
C6: Develop the ability to analyze failures in components and structures, identifying underlying causes.
C7: Identify and implement strategies to enhance the performance of materials in practical applications.
To achieve the competencies (C) listed above, the student should develop the following skills (H):
H1: The ability to describe and explain concepts related to stress and strain.
H2: The ability to predict the mechanical behavior of different types of materials when subjected to constant and fluctuating stresses.
H3: The ability to identify different failure modes and estimate the lifespan of a mechanical component. |
Macro/micro aspects of fatigue fracture. Design criteria to prevent fatigue failures. Fundamentals of fracture mechanics and its application in the fatigue crack growth process. Concepts of low and high-cycle fatigue. The effect of notches, environment, and temperature on fatigue behavior. Mechanisms of crack initiation and fatigue crack growth. Fatigue failure analysis methods. Case examples of fatigue failures in structures and components. Methods of measurement and analysis of fatigue test results. |
Jéferson Aparecido Moreto ( Lattes jamoreto@usp.br) |
| Vehicle Dynamic I - SMM0157 |
The following specific competences (C) related to the mechanical manufacturing processes will must be achieved by students at the end of course:
C1: Know the systems of a vehicle relating to traction and braking.
C2: Understand the interaction of these systems on vehicle performance.
C3: Create simulation programs to study the traction and braking performance of road vehicles.
In order to achieve the above competences (C) the student will need to develop the following abilities (A):
A1: Study the fundamentals of vehicle dynamics in traction and braking.
A2: Relate and know how to mathematically and computationally model the systems used in the vehicle to determine its performance.
Alterações aprovadas na 444o reunião do Conselho do SMM, realizada em 13/11/2023
SMM0157 - Mecanica de Autoveículos I
A3: Use simulation programs to study braking and traction performance. |
Equations of motion.
Determination of the center of gravity, moments and products of inertia.
Pneumatic contact x pavement.
Longitudinal forces produced by tires.
Transfer functions of a tire in contact with the pavement.
Rolling resistance forces.
Air resistance forces.
Traction forces.
Engine, clutch, gearbox, differentials.
Alterações aprovadas na 444o reunião do Conselho do SMM, realizada em 13/11/2023
Braking forces.
Braking legislation.
Brake system components.
Calculation of braking forces.
Traction performance abacos.
Preparation of a simulation program for traction and braking.
Determining the performance of an example vehicle using computer simulation. |
Antonio Carlos Canale ( Lattes canale@sc.usp.br) |
| Mechanics of vehicles II - SMM0171 |
The following specific competences (C) related to the mechanical manufacturing processes will must be achieved by students at the end of course:
C1: Know the systems of a vehicle relating to lateral dynamics.
C2: Understand the interaction of these systems on vehicle performance in lateral dynamics (curves).
C3: Create simulation programs to study the performance of lateral dynamics of road vehicles
In order to achieve the above competences (C) the student will need to develop the following abilities (A):
A1: Study the fundamentals of vehicle dynamics in curves.
A2: Relate and know how to mathematically and computationally model the systems used in the vehicle to determine its performance in curves.
A3: Use simulation programs to study lateral dynamics performance. |
Equations of motion applied to a road vehicle. Determination of the center of gravity, moments and products of inertia. Tires x pavement. Lateral forces produced by tires. Transfer functions of a tire in contact with the pavement.
Rolling resistance forces. Air resistance forces. Directional stability. Static stability. Dynamic stability. Driveability. Automatic stability increase systems. Solving lateral equations of motion. Development of a computer simulation program for the study of lateral dynamics. Application of simulation programs on an example vehicle. |
Alvaro Costa Neto ( Lattes costa@sc.usp.br) |
| Fundamentals of Components Failure Analysis - SMM0177 |
Dar ao aluno os procedimentos gerais para análise e identificação de falhas em componentes mecânicos. |
1.PROCEDIMENTOS GERAIS PARA ANÁLISE DE FALHAS.
1.1.Informações necessárias 1.2.Exames preliminares 1.3. Cuidados 1.4 Métodos de ensaios e análise 1.4.1 Ensaios não destrutivos 1.4.2 Ensaios mecânicos 1.4.3 Análise metalográfica 1.4.4 Análise fratográfica 1.4.5 Análise química 1.4.6 Ensaios de simulação em serviços 1.5 Conclusões e relatórios técnico 1.6 Literaturas úteis sobre Análise de Falhas
2. IDENTIFICAÇÃO DOS TIPOS DE FALHAS
2.1 Classificação 2.2 Fratura dúctil 2.3 Fratura frágil 2.4 Fratura por fadiga
3. FRATURA ASSISTIDA PELO AMBIENTE
3.1 Introdução 3.2 Modods e causas 3.3 Aspectos macroscópicos microscópio 3.4 Mecanismos de fratura dúctil e frágil 3.5 Efeito da temperatura 3.6 Influência do ambiente e processo de fabricação
4. APLICAÇÃO DA MECÂNICA DA FRATURA NA ANÁLISE DE FALHAS
4.1 Introdução 4.2 Conceitos de mecânica da fratura 4.3 Estados de tensão e de deformação 4.4 Ensaios de tenacidade à fratura 4.5 Aplicabilidade
5. FALHAS POR FADIGA
5.1 Introdução 5.2 Nucleação e crescimento de trincas por fadiga 5.3 Estágios da fratura por fadiga 5.4 Observação da superfície da fratura 5.5. Métodos de análise 5.6 Efeito da tensão na resistência à fratura 5.7 Efeitos de projetos 5.8 Concentrados de tensão 5.9 Efeitos microestruturais 5.10 Efeitos do processo de fabricação 5.11 Efeitos da temperatura 5.12 Fadiga/corrosão 5.13 Fadiga por contato
6. OUTROS TIPOS DE FALHAS
6.1 Desgaste 6.2 Corrosão 6.3 Temperturas elevadas 6.4 Erosão por líquido 6.5 Corrosão por tensão 6.6 Fragilização por metal sólido e líquido 6.7 Fragilização por hidrogênio.
7. EXEMPLOS DE CASOS DE FALHAS EM COMPONENTES MECÂNICOS. |
José Ricardo Tarpani ( Lattes jrpan@sc.usp.br) |
| Vehicle Suspensions - SMM0204 |
1) Introduzir a terminologia / grandezas normalmente utilizadas nas Suspensões Veiculares.
2) Apresentar os principais tipos de suspensões em uso e sua categoria de aplicação.
3) Discutir os principais parâmetros / grandezas utilizados para avaliar o comportamento de suspensões nos seus mais variados aspectos afetos à Dinâmica Veicular.
4) Utilizar ferramentas computacionais atuais.
5) Ilustrar resultados e análises em casos práticos. |
1. Introdução; 2. Considerações Preliminares do Projeto de Suspensões; 2.1 Determinação dos Parâmetros Iniciais do Projeto; 2.1.1Deflexão Estática; 2.1.2 Freqüências Naturais de Massa Suspensa e não Suspensa; 2.1.2.1 Efeito da Rigidez; 2.1.2.2 Efeito do Amortecimento; 2.1.2.3 Efeito da Massa não Suspensa; 2.1.3 Freqüências Naturais de Bounce e Pitch; 2.1.4 Freqüências Naturais de Roll; 3. Geometria de Suspensões; 3.1 Terminologia da Geometria de Suspensões; 3.2 Definições Básicas; 3.3 Ângulo de Cambagem; 3.4 Ângulo de Caster; 3.5 Convergência; 3.6 Ângulos de Pino Mestre; 4. Tipos de Suspensões; 4.1 Suspensões para Eixo Rígido; 4.1.1 Feixe de Molas; 4.1.2 Quatro Barras; 4.1.3 Barra de Torção; 4.2 Suspensões Independentes; 4.2.1 Bandeja Dupla; 4.2.2 Multibarras; 4.2.3 MacPherson; 4.2.4 Tralling Arm; 4.2.5 Swing Axle; 4.2.6 Semi-Trainling Arm; 5. Análises da Geometria de Suspensões; 5.1. Análise da Vista Lateral: 5.1.1 Análise por Braços Equivalentes; 5.1.2 Geometria Anti-Squat e Anti-Pitch; 5.1.3 Geometria Anti-Dive; 5.2 Análise da Vista Frontal; 5.2.1 Introdução; 5.2.2 Definição de Roll Center e Roll Axis; 5.2.3 Determinação do Roll Center; 5.2.4 Suspensão Independente; 5.2.4.1 Bandeja Dupla; 5.2.4.2 MacPherson; 5.2.4.3 Swing Arm; 5.2.5 Suspensão do Eixo Rígido; 5.2.5.1 Traseira de 4 Barras; 5.2.5.2 Traseira de 3 Barras; 5.2.5.3 Feixe de Molas; 6. Efeito d Geometria da Suspensão / Sistema de Direção ho Handling; 6.1 Geometria de Ackermann; 6.2 Roll Steer; 6.3 Bump Steer; 6.4 Camber Steer; 6.5 Convergência; 6.6 Inclinação do Roll Axis. |
Alvaro Costa Neto ( Lattes costa@sc.usp.br) |
| Undergraduate Research in Automobile I - SMM0216 |
: familiarizar os alunos do curso de graduação com o conhecimento científico e com os processos de trabalho científico; iniciá-los em métodos e técnicas de estudo e de pesquisa sob a perspectiva da Engenharia Automobilística; subsidiar as diversas disciplinas do curso, com a introdução de recursos que facilitem a aprendizagem (trabalho com textos e seminários). |
· Teoria
· instrumental científico metodológico básico;
· Metodologia científica;
· Significado de pesquisa.
· Planejamento da pesquisa.
· Reflexões sobre: formulação do problema; natureza do problema; importância dos objetivos; meios e hipóteses alternativas; revisão da literatura.
· Automobilística: principais linhas de pesquisa |
Luis Carlos Passarini ( Lattes luca@sc.usp.br) |
| Biomaterials - SMM0307 |
The total or partial loss of an organ can result in a low quality of life and, social and psychological disorders for the patients. Biomaterials are a class of metallic, ceramic, and polymeric materials capable of directing the course of any therapeutic or diagnostic procedure, through their interactions with living tissues. The student &x301;s learning process in the subject aims to develop a set of specific Competences (C), based on Skills (H), as highlighted below:
C1: Know principles of biomedicine;
C2: Know the microstructure, properties, and processing of biomaterials;
C2: Knowledge to materials according to the biomedical application;
C3: Understand the correlation structures/properties/processing of materials;
H1: Know the main characteristics of the different biomaterials group;
H2: Apply the knowledge acquired in the ion of materials;
H3: Identifying how the ion of materials and processing can be adapted to meet specific requirements of biomedical applications. |
1. Principles of Materials Science and Engineering;
2. Biomaterials: Concepts and Definitions;
3. Inflammatory Process;
4. Structure, Properties and Processing of Polymeric Biomaterials;
5. Applications of Metallic, Ceramic, Polymeric and Composite Materials as Biomaterials; |
Eduardo Bellini Ferreira ( Lattes ebferreira@sc.usp.br) |
| Composite Materials Laboratory - SMM0309 |
The student must have learned the following specialized competencies (C) by the end of the course:
C1: Work as part of a team in a setting that simulates industrial production and quality control, in the areas of design, manufacture, non-destructive testing, mechanical, materialographic and fractographic characterisation, and failure analysis.
C2: Design and manufacture vacuum infusion monolithic composite laminates, or co-infused composite joints, for maximum structural efficiency in terms of stiffness, strength, and energy to fracture.
C3: Explore the advantages of continuous fiber-reinforced composites over conventional monolithic materials, considering micro, meso, and macrostructural features.
C4: Determine the effects of the design-manufacturing combination on the mechanical properties, long-term performance, and associated micro-meso-macro failure mechanisms of the final laminate.To achieve the aforementioned competencies (C), the student must develop the following skills (H):
H1. Personal and interpersonal skills: proactivity, autonomy, communication, relationships, creativity, inventiveness, innovativeness, flexibility, commitment, leadership, resilience, and results-oriented focus.
H2: Installing and operating a vacuum resin infusion system.
H3: Composite manufacturing with a focus on productivity criteria such as speed, raw materials and energy savings.H4: Manufacturing with an emphasis on final product quality, such as finishing, visual appearance, and mechanical performance.
H4: Manufacturing with an emphasis on final product quality, such as finishing, visual appearance, and mechanical performance. |
Projeto e manufatura por infusão de resina em ferramental flexível de laminados, ou juntas co-infundidas, de compósitos de matriz termorrígida, ou termoplástica, reforçada com fibras de carbono, vidro, ou aramida. Inspeção não-destrutiva visual e por líquidos penetrantes. Ensaio mecânico de tração. Análises microestrutural, fratográfica, e de falha. |
Waldek Wladimir Bose Filho ( Lattes waldek@sc.usp.br) |
| Ceramic Materials II - SMM0310 |
At the end of the course, the student must have acquired the following specific skills (C):
C1: Understand, analyze, and predict the behavior of ceramic materials depending on their chemical composition, atomic structure and microstructure.
C2: Exemplify applications of ceramic materials depending on their properties.
C3: Specify applications of ceramic materials based on their properties. To achieve the competencies (C) listed above, the student must develop the following skills (H):
H1. Understand the theoretical mechanical strength of ceramic materials and the causes that limit the mechanical strength in practice.
H2. Analyze the brittle fracture mechanism and the concept of toughness and calculate the maximum fracture stress as a function of the critical defect size or the critical defect size as a function of the fracture stress.
H3. Understand the vitreous state and analyze the means of increasing toughness in glasses.
H4. Analyze the mechanisms of increasing toughness in crystalline ceramic materials.
H5. Apply Weibull statistics to characterize the fracture behavior of ceramic materials.
H6. Relate the elastic modulus and hardness with the microstructure of ceramic materials.
H7. Relate thermal capacity, thermal expansion and thermal conduction with the composition, atomic structure and microstructure of ceramic materials.
H8. Analyze thermal stresses as a function of the thermal and elastic properties of ceramics.
H9. Analyze the thermal shock resistance of ceramic materials and calculate the critical cooling for thermal shock.
H10. Analyze the causes of spontaneous microcracking of ceramic materials and calculate the critical grain or inclusion size for microcracking.
H11. Analyze the factors that affect the optical properties of ceramic materials: transparency, refractive index, reflection on ceramic surfaces and color. Understand how optical fibers work.
H12. Analyze the factors that affect the concentration of charge carriers and the mechanisms of electronic and ionic conduction in ceramic materials.
H13. Analyze the factors that affect the dielectric properties of ceramic materials, the redistribution of electrical charges in ceramic materials and application.
H14. Analyze the factors that affect the magnetic properties of ceramic materials: paramagnetic, ferromagnetic, antiferromagnetic and ferrimagnetic ceramics, magnetic domains, and the hysteresis curve. Give examples of magnetic ceramics, piezoelectric and ferroelectric ceramics, and their applications.
H15. Analyze the factors that make a ceramic biocompatible and bioactive and relate them to its physical, chemical, and biological properties. Exemplify ceramics applied in medicine and dentistry. |
1. Mechanical properties of ceramic materials: theoretical strength of ceramic materials, brittle fracture mechanism, toughness, glass state, mechanisms of increasing toughness in glasses and crystalline materials, Weibull statistics, elastic modulus, hardness, relationships between microstructure and properties,
2. Thermal properties of ceramic materials: thermal capacity, thermal expansion, thermal conduction;
3. Thermomechanical properties of ceramic materials: thermal stresses, resistance to thermal shock; spontaneous microcracking;
4. Optical properties of ceramic materials: transparency, refractive index, reflection on ceramic surfaces, color, optical fibers;
5. Electrical properties of ceramic materials: electronic and ionic conduction in ceramic materials;
6. Dielectric properties of ceramic materials: redistribution of electrical charges in ceramic materials;
7. Magnetic properties of ceramic materials: paramagnetism, ferromagnetism, antiferromagnetism and ferrimagnetism; magnetic domains and the hysteresis curve; magnetic ceramics and their applications; piezoelectric and ferroelectric ceramics;
8. Bioceramics: physical, chemical and biological properties of ceramics applied in medicine and entistry. |
Rafael Salomão ( Lattes rsalomao@sc.usp.br) |
| Mechanical Behaviour of Materials - SMM0328 |
By the end of the course, the student should have acquired the following specific competencies (C) in the field of materials engineering:
C1: Understand the fundamental principles of the mechanical behavior of materials and the relationships between stress and strain.
C2: Be able to assess the mechanical properties of materials, such as tensile strength, hardness, Young modulus, and toughness.
C3 Analyze how materials behave under different types of loads, including tension, compression, shear, and bending.
C4: Familiarize themselves with the mechanisms of brittle, ductile, intergranular, and fatigue fractures of materials, including crack analysis and fatigue life.
C5: Apply their knowledge of mechanical behavior to the design of safe and efficient components and structures.
C6: Develop the ability to analyze failures in components and structures, identifying underlying causes.
C7: Identify and implement strategies to enhance the performance of materials in practical applications.
To achieve the competencies (C) listed above, the student should develop the following skills (H):
H1: The ability to describe and explain concepts related to stress and strain.
H2: The ability to predict the mechanical behavior of different types of materials when subjected to constant and fluctuating stresses.
H3: The ability to identify different failure modes and estimate the service life of a mechanical component. |
I. Introduction to Fracture Modes (macroscopic and microscopic aspects);
II. Cracked Body Fracture; Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM); Application and K values in engineering designs; Plastic Zone, Plasticity, and Limitations of LEFM; Fracture Toughness Testing, Introduction to Elastic-Plastic Fracture Mechanics (CTOD and J).
III. Material Fatigue; Introduction; Macro and Microaspects of Fatigue Fracture; Stress-Life Methodology; Strain-Life Methodology; Notch Effects; Fatigue Crack Growth.
IV. Time-Dependent Behavior: Creep Introduction; Creep Testing; Creep Physical Mechanisms; Time-Temperature Parameters and Life Estimates; Creep Failure under Variable Stress Conditions. |
Jéferson Aparecido Moreto ( Lattes jamoreto@usp.br) |
| Introduction to Automotive Design - SMM0340 |
· Despertar o interesse do aluno em relação à profissão de designer automotivo, disponibilizando-lhe ferramentas de expressão de conceitos em sintonia com o estado da arte do setor.
· Capacitar o aluno para o entendimento da interface do design criativo com outros departamentos do processo de desenvolvimento de veículos e seus componentes, principalmente os de engenharia e marketing, em empresas do setor produtivo e de serviços.
· Desenvolver no aluno a capacidade de identificar deficiências e propor soluções coerentes com as exigências e limitações do meio onde está inserido, estimulando-o, ao mesmo tempo, a quebrar paradigmas no processo de busca de soluções criativas. |
1. O que é design – introdução, ferramentas e equipamentos, do sketch ao show room, o mundo dos interiores, carros conceito.
2. O que torna um design bom – introdução, perspectivas, sketch rápido, técnicas de renderização.
3. Estado da Arte do Design – 100 anos de design, estúdio Pinnfarina, mestres do design.
4. Estudo de casos – carros concei os 10 mais influentes, carros concei os 10 mais esquecidos. |
Luis Carlos Passarini ( Lattes luca@sc.usp.br) |
| Topics Diffraction for the Analysis of Engineering Materials - SMM0565 |
At the end of the course, the student must have acquired the following specific skills (C) on the use of x-ray diffraction methods in the laboratory and with synchrotron light, as well as neutron diffraction in the
characterization of materials applied in engineering:
C1. Understand and apply the theory of x-ray diffraction in the laboratory and with synchrotron light, as well as neutron diffraction;
C2. Acquire knowledge about x-ray and neutron diffraction for quantitative microstructural characterization and analysis of residual stresses and crystallographic texture in crystalline and semi-crystalline engineering materials, in order to enable the student to carry out and apply analysis methods autonomously.
C3. Acquire knowledge about the Rietveld refinement method applied to engineering materials.
To achieve the competencies (C) listed above, the student must develop the following skills (H):
H1. Study the theory of x-ray diffraction in the laboratory and with synchrotron light, as well as neutron diffraction;
H2. Study methods for characterizing engineering materials, using x-ray diffraction in the laboratory and with synchrotron light, and neutron diffraction.
H3. Use samples, parts and engineering components for quantitative microstructural characterization, as well as for the analysis of residual stresses and crystallographic texture using x-ray diffraction in the
laboratory.
H4. Develop research skills to investigate and solve problems in materials engineering using X-ray and neutron diffraction methods. |
1. Production and properties of X-rays, synchrotron light and neutrons;
2. Kinematic theory of diffraction;
3. Braggs Law;
4. Instrumentation and geometries in X-ray diffraction in the laboratory and with synchrotron light, as well as with neutrons;
5. Quantitative phase and microstructure analysis via Rietveld refinement
6. Residual stress analysis (definitions, sin2psi method, elastic diffraction constants, grazing incidence, analysis of thin films and residual stress gradients and influence of crystallographic texture,
examples);
7. Crystallographic texture analysis (definitions, measurement of pole figures, calculation and determination of ODFs, inverse pole figure, examples);
8. Laboratory practices on phase and microstructure analysis, residual stresses and crystallographic texture using X-ray diffraction applied to samples, parts and engineering components. |
Haroldo Cavalcanti Pinto ( Lattes haroldo@sc.usp.br) |
| Advanced Topics in Biosystems Engineering - ZEB1066 |
Permitir aos alunos estudar tópicos avançados em Engenharia. O conteúdo dessa disciplina é variável de acordo com a atividade a ser desenvolvida pelo aluno |
O conteúdo dessa disciplina é variável de acordo com a atividade a ser desenvolvida pelo aluno. |
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Portuguese
Español
Located in the central region of São Paulo State and with a population of over 250 thousand people, São Carlos is a reference for higher education. Apart from the School of Engineering, the USP Campus in São Carlos comprises other Teaching and Research Units.
