METODOLOGIA MODERNA DE PROJETO EM ENGENHARIA MECÂNICA

COMPONENTES:

Carlos Alberto Fernandes

Malgton S. Will

Mauricio Motta

Vitor Thiago da Silva França

PROFESSOR:

Walker Antônio Lins de Santana

UNIFACS – Universidade Salvador

Departamento de Engenharia e TI

Curso: Engenharia Mecânica

ANÁLISE DE FALHAS NO ÂMBITO

DA ENGENHARIA MECÂNICA

Salvador, 2015

Introdução

A engenharia está relacionada com a criação de alguma utilidadepara resolução de problemas, satisfazendo a necessidade dos sereshumanos.

A aplicação de uma metodologia de projeto demonstra umasequência de atividades envolvendo, desde o início da criação doproduto, até a sua produção propriamente dita, passando pelo projetopreliminar, detalhamento, análise, planejamento da produção,produção e controle de qualidade e assistência ao usuário.

A grande parte dos projetos em engenharia mecânica tem umobjetivo de suportar e transmitir cargas mecânicas.

O projeto deve ser dimensionado de modo a resistir às cargasprevistas a partir de ensaios mecânicos para descobrir a resistênciamecânica, sua ductilidade e etc.

Justificativa

Aprofundar nossos conhecimentos nos métodos modernos de projeto

em engenharia mecânica para melhorar nossos conhecimentos

referentes a exigência ou quando é detectada uma necessidade em

relação ao mercado consumidor.

Importância do tema é pelo fato que demonstra toda a aplicação e

teoria do dimensionamento e produção de projetos relacionados a

engenharia mecânica.

Objetivo

Nosso principal objetivo é trazer informações que sejam

adequadas e bem funcionais para tal característica, da peça de

um carro, uma viga, testes com o foco em ensaios de falhas e

fadigas, seus processos de falhas por concentradores de

tensões, ensaios de segurança, enfim, tudo relacionado ao

desenvolvimento dos projetos na engenharia mecânica.

Procedimentos Metodológicos

Procedimentos Metodológicos

Processo de projeto

Determinação dos Esforços

Análise teórica

Análise Experimental

Análise de Tensões

Métodos Analíticos

Métodos Numéricos

Métodos Experimentais

Análise de Falhas

Resistencia à fadiga

Resistencia a falha estática

Resistencia a ruptura estática

Análise de Segurança

Integração Numérico-Experimental

Estudo de Caso

Determinação dos Esforços

O projeto de estrutura requer conhecimento prévio (exato ou aproximado) das solicitações que

agem sobre a estrutura. Para as estáticas não há grandes problemas. Para dinâmicas (efeitos do

meio ambiente e cargas variáveis) há dois caminhos:

Análise teórica: Uso de modelo matemático que representa comportamento dinâmico do sistema

Análise Experimental: Determina as cargas com o equipamento em condições típicas de

utilização

Análise de Tensões

Em estruturas complexas o processo de analise de tensões deve ser capaz de tratar com formas

geométricas e casos de carregamento não triviais. Essa analise pode ser feita pelos métodos:

Métodos Analíticos: Se baseia na metodologia da mecânica dos sólidos. porem, como desvantagem,

parte de informações pré-concebidas que nem sempre são verdadeiras e pode levar ao erro.

Métodos Numéricos: Se baseia na Mecânica do Contínuo, como teoria da elasticidade e a teoria da

plasticidade. Os principais métodos numéricos em uso são o de diferenças finitas e o de elementos

finitos e o de elementos de contorno.

Métodos Experimentais: Outra possibilidade é usar analise efetuada diretamente sobre o produto.

Pode ser feita utilizando:

- Extensômetros de resistência

- Método de Moiré

- Foto-elasticidade

- Métodos holográficos

- Emissão térmica

Estudo de Caso

Análise de Falhas

A resistência do material é fundamental, é o termo de comparação para definir o nível de segurança do componente. Esta resistência deve ser compatível com o modo de falha que o material irá romper. Esta etapa preocupa-se em determinar a tensão nominal que pode solicitar o material, sem provocar falhas, para o período de vida previsto. São usados métodos para analise de fadiga e conceitos da mecânica da fratura para analise de fissuras e eventuais defeitos internos. O material deve ter capacidade de suportar cargas analisadas como:

- Resistencia à fadiga: Distinguir os dois períodos, o de nucleação e o de propagação de trinca.

- Resistencia a falha estática: Quando não possui defeitos. Pode estar associado a um escoamento, instabilidade ou ruptura.

- Resistencia a ruptura estática: Quando possui defeitos. Define o tamanho admissível de trinca para não ocorrer a ruptura.

É necessário um procedimento experimental para validar a analise em solicitações dinâmicas.

Mecanismo de ruptura de corpos de prova sob

tração

Análise de Segurança

Nesta etapa entra conceitos de confiabilidade estrutural onde o aspecto aleatório das variáveis de projeto é considerado (essa aleatoriedade ocorre no carregamento e nas propriedades do material).

Na analise de segurança o objetivo é verificar se o nível de resistência é adequado. Dependendo dos modos de falha que soa relevantes, pode ser que o nível de resistência seja pouco influenciado pelo tempo de uso do sistema, mas também pode ocorrer que a vida afete de forma significativa.

Integração Numérico-Experimental

Dentro do contexto de projeto, todas as etapas que são seguidas durante o desenvolvimento estão suportadas por sistemas computacionais onde as informações geradas formam um banco de dados que vai sendo complementado pelo modelo numérico-computacional e pelas atividades experimentais. Esta integração forma o CIE, Computer Integrated Engineering.

Assim, a tendência é o uso da integração das técnicas analítico-numéricas e experimentais buscando o incremento do conhecimento mais profundo e detalhado do comportamento do produto aumentando a confiabilidade em operação e otimizando o projeto.

Conclusão

Por fim, vimos o que o material para ser entregue ao

mercado deve passar por um certo planejamento, análise e

controle de qualidade. Vimos também que são feitos diversos

ensaios para testar as propriedades dos materiais e descobrir

seu período de vida e processos de falhas e etc.

Referências Bibliográficas

ROSA, Edison da. Análise de resistência mecânica da fratura e fadiga.

Disponível em: <http://grante.ufsc.br/download/Fadiga/FADIGA-Livro-Edison-da-

Rosa.pdf>

RESENDE, Ricardo Capúcio de. Gerenciamento de projetos. Disponível em:

<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAhGQAL/apostila-metodologia-projeto-

maquinas>

LEAL, Marcus de Freitas. Desenvolvimento de uma metodologia moderna

de projeto de veículos. 2007. 205 f. Tese (Doutorado)-Universidade Federal de

Uberlândia, Uberlândia, 2007. Disponível em:

<http://repositorio.ufu.br/handle/123456789/3602>