Aula 2T - Introdução Ao Projeto de Máquinas_v1
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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
PROJETO E ELEMENTOS DE MÁQUINA
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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)
PROJETO E ELEMENTOS DE MÁQUINA
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)
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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
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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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