Metodologia de projetos em engenharia mecânica

1. 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

2. Introdução
A engenharia está relacionada com a criação de alguma utilidade
para resolução de problemas, satisfazendo a necessidade dos seres
humanos.
A aplicação de uma metodologia de projeto demonstra uma
sequência de atividades envolvendo, desde o início da criação do
produto, até a sua produção propriamente dita, passando pelo projeto
preliminar, detalhamento, análise, planejamento da produção,
produção e controle de qualidade e assistência ao usuário.
A grande parte dos projetos em engenharia mecânica tem um
objetivo de suportar e transmitir cargas mecânicas.
O projeto deve ser dimensionado de modo a resistir às cargas
previstas a partir de ensaios mecânicos para descobrir a resistência
mecânica, sua ductilidade e etc.

3. 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.

4. 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.

5. Procedimentos Metodológicos

6. 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

7. 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

8. 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

10. 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.

11. Mecanismo de ruptura de corpos de prova sob
tração

12. 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.

14. 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.

15. 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>