aula 2t - introdução ao projeto de máquinas_v1

PROJETO DE MÁQUINAS IINTRODUÇÃO AO PROJETO DE MÁQUINAS

PROJETO E ELEMENTOS DE MÁQUINA 1

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Escopo

• Definições

• Ciclo Biológico de um Produto

• Estudo de Viabilidade

•Necessidade e Reconhecimento

•Identificação e Fomulação do Problema

•Exequibilidade Física, Econômica e Financeira

•Projeto de Engenharia

•Projeto Básico ou Anteprojeto

•Projeto Executivo

PROJETO E ELEMENTOS DE MÁQUINA

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Definição

O projeto ( da palavra “design” ) é o conjunto de atividades de quem desenvolve produtos.

◦ Exemplos de produtos:

◦ Um estação de tratamento de água

◦ Um produto industrial de consumo

◦ Um novo meio de transporte

◦ Um processo de fabricação alternativo

◦ Um programa de computador

É portanto, influenciado por fatores econômicos, tecnológicos, humanos e ambientais

Sociedade

Projeto

Fatores Humanos

Fatores

EconômicosFatores

Ambientais

Fatores

Tecnológicos


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Classificação

Quanto a evolução:

◦ Projeto evolutivo: adaptado a produtos que tem poucas modificações, desenvolvido com conhecimentos empíricos

◦ Projeto inovador: utilizam soluções que utilizam o estado da arte

Quanto a abordagem:

◦ Projeto por normas: Utilizam-se requisitos de projeto, métodos de cálculos já estabelecidos

◦ Projeto racional: abordagem específica por problema, gerando modelos com base técnico-científica Espiral de projeto


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Ciclo Biológico de um Produto


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Estudo de ViabilidadeConstitui a fase inicial de qualquer projeto, em que pretende chegar a um conjunto de soluções viáveis para um determinado problema

O detalhamento deve ser suficiente apenas para verificar a viabilidade técnica e econômica da solução

Determinam-se as especificações técnicas do produto a ser desenvolvido com base na necessidade

Elaboram-se então alternativas de solução (concepções) que atendam as especificações

◦ Esboços, esquemas e diagramas

Soluções viáveis devem ser geradas


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Necessidade e Reconhecimento

Início do projeto

◦ Asserção originada pela observação de um indivíduo

◦ Resultado de uma pesquisa de mercado

Podem ser:

◦ Declaradas

◦ Reais

◦ Concreta ou percebidas: Detectável por uma pesquisa de mercado

◦ Tipo de automóvel para o público de meia idade, classe A/B

◦ Latente ou implícitas: Não é tecnicamente ou economicamente viável

◦ Tele-transporte

◦ Provocadas: internet, “iphone” ou “Walkman”


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Identificação e FormulaçãoFormulação das Características: entradas e saídas

Estabelece as especificações técnicas que visam atender às necessidades

Consiste em definir requisitos precisos:

◦ Funcionais

◦ Operacionais

◦ Construtivos

Exemplo:

◦ Funcionais: desempenho, conforto, segurança, transporte

◦ Operacionais: faixa de operação, confiabilidade, durabilidade

◦ Construtivas: peso, material, dimensões, volume


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ExequibilidadeFísica: factível do ponto de vista de sua obtenção (produto e processo)

Econômica: O produto deve ter para o cliente uma utilidade igual ou superior ao preço de venda, além de compensar o fabricante ou executor, público ou privado

Financeira: Os custos do projeto, produção e distribuição devem ser financeiramente suportáveis pela instituição executora


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ExemploMonta – Carga (Guincho)

◦ Entradas:

◦ Desejáveis: comandos do operador, energia

◦ Não desejáveis: comando inadequados, sobre-carga, impactos

◦ Saídas:

◦ Desejáveis: movimento de subida e descida

◦ Não desejáveis: ruído, vibrações, travamentos


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ExemploEspecificações técnicas

◦ Funcionais:

◦ Carga de 3 ton

◦ Elevar 30 m em 10 s

◦ Operacionais

◦ Acionamento elétrico trifásico

◦ 10 anos com uso diário

◦ Construtivas

◦ Altura máxima 35 m

◦ Permitir montagem e desmontagem


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Projeto Básico ou Ante-projetoO objetivo é estabelecer uma concepção geral para o produto a ser desenvolvido e servirá de base para o projeto executivo.

Principais etapas:

◦ Seleção da Melhor Alternativa

◦ Formulação de modelos físicos e matemáticos

◦ Análise de Sensibilidade

◦ Análise de Compatibilidade

◦ Análise de Estabilidade

◦ Otimização

◦ Projeções para o Futuro

◦ Previsão do Comportamento do Sistema

◦ Ensaios experimentais


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Etapas PrincipaisSeleção da Melhor Alternativa ou Seleção da Concepção para o Projeto

◦ Matriz de decisão: comparar os atributos de projeto entre as diversas alternativas existentes

Formulação de modelos físicos e matemáticos

◦ Descritivos ou preditivos

◦ Estáticos ou dinâmicos: variação no tempo ou não

◦ Icônicos: Esquemas, fluxogramas e maquetes (Diagrama de corpo livre)

◦ Analógicos: Modelos em escala reduzida (fórmula 1)

◦ Simbólicos: Relações matemáticas que representem leis físicas (suspensão de um veículo)


Etapas PrincipaisAnálise de Sensibilidade

◦ Relação entradas e saídas, de forma a se saber quão sensível é o desempenho do sistema a variação dos parâmetros

◦ Exemplo: Coeficiente de amortecimento x deslocamento

Análise de Compatibilidade

◦ Consiste na análise da interação entre os diversos conjuntos que compõe o produto

◦ Geométrica: Tolerâncias e ajustes

◦ Física: interferências ou peso

◦ Química: estabilidade

Análise de Estabilidade

◦ Estudar o comportamento do sistema quanto a possibilidade de instabilidades

◦ Velocidade crítica do eixo, flambagem, propagação de trincas, acionamento (freio)

14PROJETO E ELEMENTOS DE MÁQUINA

Etapas PrincipaisOtimização

◦ Obtenção do conjunto de parâmetros que gera uma uma solução otimizada

◦ Critério de otimização função objetivo

Projeções para o Futuro

◦ Condições sócio econômicas na época da utilização

◦ Obsolescência

Previsão do Comportamento do Sistema

◦ Vida, desgaste

Ensaios experimentais:

◦ Testes acelerados

◦ Modelos em escala

◦ Virtual mock-up

15PROJETO E ELEMENTOS DE MÁQUINA

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Projeto Executivo ouDetalhado

O objetivo é chegar a especificação completa de um produto testado e que pode ser produzido

Até estas etapa as modificações podem ser introduzidas sem grandes prejuízos.

Preparação é necessária: orçamentos, cronogramas e recursos (humanos e financeiros)

O projeto detalhado contempla:

◦ Desenhos: conjunto, detalhes, montagem

◦ Listas de peças

◦ Especificação do projeto aprovado

◦ Testes

◦ Avaliações


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AplicaçãoVentilador doméstico

◦ Entradas e saídas

◦ Formulação técnica

◦ Modelos aplicáveis


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