Mecânica de Sistemas Inteligentes
COM 783
Esta disciplina tem por objetivo introduzir os principais aspectos científicos e tecnológicos dos chamados sistemas inteligentes, com foco no comportamento de materiais que apresentam acoplamentos entre diferentes domínios físicos, como materiais piezoelétricos, magnetoestrictivos e com memória de forma. Busca-se oferecer uma base conceitual sólida sobre os fundamentos físicos, a fenomenologia que descreve o funcionamento desses materiais e suas principais aplicações no campo da engenharia.
- Introdução
- Materiais Inteligentes e Suas Aplicações
- Revisão de Dinâmica Não Linear
- Revisão de Mecânica dos Meios Contínuos
- Modelagem e Simulação
- Materiais Piezoelétricos
- Materiais com Memória de Forma
- Materiais Magnetoestrictivos
- Tópicos Especiais
Bibliografia Principal

- Donald J. Leo (2007), “Engineering Analysis of Smart Material Systems”, John Wiley & Sons, Inc.
- Lopes Jr., V., Steffen Jr, V. & Savi, M.A. (2016), “Dynamics of Smart Systems and Structures”, Springer.
- Mel Schwartz (2002), “Encyclopedia of Smart Materials”, John Wiley and Sons, Inc.
- Dimitris C. Lagoudas (2008), “Shape Memory Alloys”, Springer.
Bibliografia de Apoio

- J. N. Reddy (2013), “An Introduction to Continuum Mechanics”, Cambridge University Press.
- Morton E. Gurtin (1981), “An Introduction to Continuum Mechanics”, Academic Press Inc.
- J. Lemaitre, J. L. Chaboche (1990), “Mechanics of Solid Materials”, Cambridge University Press.
- M. A. Savi (2017), “Dinâmica Não-Linear e Caos”, E-papers Serviços Editoriais Ltda.
Artigos Científicos
Modelos Constitutivos
- F. Falk (1980) - Model Free Energy, Mechanics and Thermodynamics of Shape Memory Alloys
- L. C. Brinson (1993) - One-Dimensional Constitutive Behaviour of Shape Memory Alloys
- Paiva & Savi (2005) - An Overview of Constitutive Models for Shape Memory Alloys
Colheita de Energia
- duToit et al. (2005) - Design Considerations for MEMS-Scale Piezoelectric Mechanical Vibration Energy Harvesters
- Moretti et al. (2020) - A Review of Dielectric Elastomer Generator Systems.pdf
Atuadores/Músculos Artificiais
- Pelrine et al. (2000) - High Speed Electrically Actuated Elastomers with Strain Greater than 100%
- Lee et al. (2020) - 3D-Printed Programmable Tensengrity for Soft Robotics
- Hajiesmaili & Clarke (2019) - Reconfigurable Shape-Morphing Dielectric Elastomers Using Spatially Varying Electric Fields
Outros
Listas de Exercício
- Lista 1
- Lista 2 (em breve)
Cronograma
Local das aulas: Segundas e quartas, de 15h às 17h, no auditório do Mecanon (I-128D).
- Entrega da Lista 1: 18/08
- Entrega da Lista 2: 10/09
- Avaliação: 10/09
Apresentações
- Tópico 1 - Introdução
- Tópico 2 - Materiais Inteligentes e Suas Aplicações - Piezoelétricos
- Tópico 3 - Materiais Inteligentes e Suas Aplicações - Elastômeros Dielétricos
- Tópico 4 - Materiais Inteligentes e Suas Aplicações - Magnetoestrictivos
- Tópico 5 - Materiais Inteligentes e Suas Aplicações - Materiais com Memória de Forma
- Tópico 6 - Revisão de Dinâmica Não Linear
Links Interessantes
- Metabot (Princeton University)
- Velox
- Wing Morphing (Michigan Engineering)
- PaveGen Energy Harvesting
- 3D-Printed Programmable Tensengrity for Soft Robotics
- NASA’s Shape Memory Alloy (SMA) Rover Wheel
- Nitinol
- Wing Folding with SMA
- Shape Memory Polymers
- Dielectric Elastomers
- Shape Morphing with Dielectric Elastomers
- Dielectric Elastomer Generator Principle
- Dielectric Elastomer Generators
- Piezoelectricity
- Piezoelectricity in Bones
- Autovalores e Autovetores em Equações Diferenciais Lineares (Vídeos 14 a 20)