PROJETO PRELIMINAR DO - joinville.ifsc.edu.brjoinville.ifsc.edu.br/~antonio.dias/201702 PDM14304 Concomitante... · de um sistema por meio de outro sistema, o qual lembra o primeiro

PROJETO PROJETO

PRELIMINAR

Cristiano Vasconcellos

PRELIMINAR DO PRODUTO

Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR

Materiais

Termodinâmica

Vibrações

Resistência dos Materiais

Metrologia

Eletromagnetismos

Cálculo

Circuitos Eletrônicos

Programação

Otimização

Estatística

Gestão da Produção

Cristiano

Mecânica dos Fluídos

Mecanismos

Metrologia

Outras ... Vasconcellos

Ferreira, Dr. Eng.

Fase na qual, a concepção selecionada será estudada, analisada, otimizada e

avaliada sob diversos aspectos relacionados a engenharia.

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Atividades PROJETO

PRELIMINAR


realizadas no projeto

detalhado.

Ferreira, Dr. Eng.

Relação entre projeto conceitual, preliminar e detalhado

Projeto Conceitual PROJETO

PROJETO PRELIMINAR

DETALHADO

Produto

Produto Definir

Atender requisitos Sistema Sistema

Subsistema

Componente

Componente

Componente

Componente

Plano de

processo

Sistema

Subsistema

Componente

Componente

Componente

Componente

Componente

Componente

Integrar

Sistema Sistema

Subsistema

Componente

Componente

Componente

Componente

Plano de

processo

Sistema

Subsistema

Componente

Componente

Componente

Componente

Componente

Componente

SSC: sistemas, subsitemas e componentes

Avaliar

Atividades podem ultrapassar as fases Projeto

Projeto

Projeto

Conceitual

Preliminar

Detalhado

Selecionar e determinar

Concepções Alternativas

Detalhar a documentação do produto

Modelar produto, prototipar e simular

Desenvolver Plano de Processo para os

Componentes

Definição e Seleção de Materiais

• Processo criterioso, no qual devem ser avaliados os seguintes

aspectos do produto:

PROJETO

PRELIMINAR


- Técnicos; - Econômicos; - Ambientais; • Avaliado tendências tecnológicas

em termos de materiais;

Ferreira, Dr. Eng.

Used of materials Overview of all materials in the BMW 7 Series

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Gráfico módulo de Young x custo relativo por unidade de volume

(Ashby et al., 2007). Ferreira, Dr. Eng.

Sistemas Computacionais de Apoio ao Projeto

Projeto Informacional Especificações de Projeto

Projeto Informacional Modelagem Funcional

PROJETO PRELIMINAR

Projeto Preliminar Definição da Arquitetura

Projeto Detalhado Detalhamento dos

componentes

VISÃO DO SISTEMA


Ferreira, Dr. Eng.

Interação entre os sistemas Geometric

PROJETO

PRELIMINAR

Verification Computer

Aided

Design

CAD

Internet / Intranet

Computer

Aided

Engineering

CAE CAT

Technology Physical

O ideal é todos os

sistemas

utilizarem uma mesma base digital do produto!

Computer

Aided

Testing

Verification

Verification


Ferreira, Dr. Eng.

Evolução da aplicação de sistemas CAE

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Modelagem em CAD dos Sistemas e Componentes • Realidade

virtual

PROJETO

PRELIMINAR

• Sistemas CAD - Sistemas CAD de pequeno

porte ou Low-end: - Sistemas CAD de médio porte

ou Middle-end:

- Sistemas CAD de grande porte Cristiano

Vasconcellos

ou High-end: Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Modelo virtual do automóvel Ferreira, Dr. Eng.

Simular situações críticas de uso utilizando software CAE

CAE - Computer Aided Engineering

Consiste em

PROJETO

PRELIMINAR


imitar o comportamento

de um sistema

por meio de outro

sistema, o qual

lembra o primeiro

em certos

aspectos;

Ferreira, Dr. Eng.

Esta tecnologia pode ser aplicada em diferentes áreas

do conhecimento

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

• Simulação dinâmica; • Simulação de Ruído, Vibração e Asperesa

(Noise, Vibration and

Harshness - NVH);

PROJETO

PRELIMINAR


• Simulação de Impacto • Simulador de Torção • Simulação térmica • Simulação aerodinâmica • Simulação de desempenho

Ferreira, Dr. Eng.

Simulação da seqüência de montagem e linha de montagem

Análise de interferências PROJETO

PRELIMINAR

Análise de processos com

manequins humanos.

Programação e simulação de Cristiano

Vasconcellos

equipamentos/células Ferreira, Dr. Eng.

automatizadas

PROJETO

PRELIMINAR

Teste do Fluxo da Ar na Cristiano

Vasconcellos

Cabine

Ferreira, Dr. Eng.

Na fase preliminar podem ser

PROJETO

PRELIMINAR


empregadas outras ferramentas de

projeto.

Ferreira, Dr. Eng.

Método de Análise de Falhas

• Técnica para identificar as áreas ou montagens onde é mais provável a ocorrência de falhas no

conjunto, avaliando aspectos do sistema e como ele

opera:

- Condições previstas de operação e a falha mais provável;

PROJETO

PRELIMINAR

•

• Cristiano

Vasconcellos

- Efeito da falha no desempenho; - Severidade da falha no mecanismo

“Criticidade” de uma falha: C = P x S x D. - P é a probabilidade de falha; - S é a severidade da falha; - D. a dificuldade de detectá-la antes da montagem.

„Modos de Falha‟ são as possíveis causas de uma

determinada falha.

Ferreira, Dr. Eng.

Para alguns componentes, a tecnologia é tradicional e

existe conhecimento acumulado e sistematizado e

podemos calcular com base em padrões.

PROJETO PRELIMINAR


É caso de rolamentos, por exemplo. Ferreira, Dr. Eng.

Sistema de tolerâncias e ajustes (ABNT)

Com folga Incerto

Mínima Perda

por Atrito

Com interferência

Grandes Jogos

eixo- base (h)

furo-

Máxima Perda

de Carga

A B C D E F

a b c d e f

Guias Tendendo Precisas à Folga

G H J K

g h j k

Tendendo Longitudinal à Interf. Transversal

M N P R S T U V X

m n p q r s t u v x z

base(H)

Cálculo de cadeia dimensional Folga (parâmetro crítico

Largura do anel

espaçador

(especificação crítica)

para evitar travamento

(falha potencial)

A

A2

Nesta fase, o produto é

PROJETO

PRELIMINAR


analisado sob diferentes

abordagens... Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para a Precisão

Envolve o desenvolvimento de princípios de solução para que o produto exerça suas funções com precisão, assim como, a

fabricação de precisão, manutenção de

PROJETO

PRELIMINAR


precisão, etc.

Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Robustez

Desenvolvimento de soluções que sejam robustos (não apresentem variações de desempenho) frente às condições ambientais,

variação dos componentes e variabilidade em

PROJETO

PRELIMINAR


torno do valor nominal.

Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Modularidade

Desenvolver de forma sistemática a geração e seleção de conceitos modulares para produtos.

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Modularidade

Modularidade

em

permutar

Modularidade em compartilhar componentes

componentes

PROJETO PRELIMINAR

Modularidade em adaptar para a

Modularidade através de barramento variedade

Cristiano

Modularidade seccional Vasconcellos

Ferreira, Dr. Eng.

Abordagens relacionadas ao Projeto Modular

• Desenvolvimento de plataformas de produtos • Máximo compartilhamento de sistemas • Máxima variação funcional • Otimização do ciclo de vida do(s) produto(s) PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Responsabilidade Civil

Promover a segurança do usuário do produto,

ou seja, as questões voltadas à segurança e

responsabilidade civil, que o produto deve

PROJETO PRELIMINAR


fornecer para quem estiver envolvido com ele

em seu ciclo de vida.

Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Normalização

Desenvolver soluções com grande ênfase na

consideração de normas nacionais ou

internacionais para a padronização de

elementos, componentes, materiais,

PROJETO

PRELIMINAR


procedimentos de testes etc.

Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Testes

Envolve o desenvolvimento de meios, desde o

início do processo de projeto, visando facilitar

a realização de testes no produto.

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Testes de Segurança

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

“People Package”

PROJETO PRELIMINAR

Estudos para definição da área Cristiano

Vasconcellos

do ocupante Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Manufatura

Envolve a aplicação de princípios, desde o


a fabricação do produto.

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Montagem



a montagem do produto.

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Embalagem

Compreende questões relacionadas ao

desenvolvimento de embalagens com

informações de apresentação, segurança,

transporte, entre outros fatores.

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para o Uso

Aborda a relação entre o homem e o

equipamento. Assim, tem-se o envolvimento

de fatores psicológicos (reações para com o

meio ambiente, expectativas, necessidades

PROJETO

PRELIMINAR


etc) e antropométricos humanas etc.).

(dimensões físicas,

Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Confiabilidade


início do processo de projeto, visando

aumentar a confiabilidade do produto..

PROJETO PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Mantenabilidade Manter o produto em funcionamento durante

seu ciclo de vida, levando em conta a

manutenção, inspeção, reparo, padronização

etc.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Apoio Logístico

Consiste no gerenciamento dos recursos, suprimentos,

instalações, PROJETO

PRELIMINAR


equipamentos etc..

Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Reciclagem

Envolver a aplicação de princípios visando reduzir e,

se possível, eliminar os impactos do produto no meio

ambiente. Preocupa-se também com questões

relacionadas a reciclagem e desmontagem do

produto.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Projeto para Compatibilidade Eletromagnética

Tem por objetivo trabalhar com equipamentos eletrônicos, levando em conta as interferências

eletromagnéticas que esses equipamentos podem

PROJETO

PRELIMINAR


gerar.

Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR


Ferreira, Dr. Eng.

Nesta fase, são realizadas algumas

PROJETO

PRELIMINAR


modelagens matemáticas do produto ...

Ferreira, Dr. Eng.

Exemplo: Projeto de um Veículo Estabilidade em Retas

PROJETO PRELIMINAR


Este exemplo foi retirado da Apostila de Projeto de Veículos do Professor Lauro Nicolazzi do Ferreira, Dr. Eng.

Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina.

A estabilidade do veículo depende ... • Forças e dos momentos que atuam no veículo;

• Dimensões e formas do veículo;

PROJETO

PRELIMINAR


• A resistência ao rolamento, as forças de

tração / frenagem atuam nos pneus; • As forças de inércia atuam no centro de gravidade;

• Forças laterais que atuam no veículo.

Ferreira, Dr. Eng.

Forças laterais ... • Parcela devido a inclinação lateral:

• Parcela devido a Força Centrífuga: m = massa do veículo [kg]

PROJETO

PRELIMINAR


• Parcela devido ao vento lateral:

Mz = Momento agindo sobre o centro de

gravidade (CG) do carro [N.m]; N = Força normal à direção do movimento [N];

e = distância de aplicação da força N ao centro de gravidade [m];

vt = velocidade tangencial [m/s]

α = inclinação da pista [rad] ρ = raio da pista [m]

Ferreira, Dr. Eng.

Fazendo o projeto ... Onde “colocar” o CG do automóvel ?... • Considerar o veículo com pneus iguais, mesma

pressão, e tanto as rodas dianteiras como as

traseiras representadas por uma só, localizada no centro de cada eixo.

PROJETO

PRELIMINAR


• A força lateral S atuante no CG e originada por

qualquer das causas citadas pode ser substituída

por suas componentes atuando nos eixos dianteiro

e traseiro;

• Desconsiderar o efeito da

suspensão e direção,

salientando somente a

distribuição de forças nos

eixos e os ângulos de

deriva delas decorrentes.

Ferreira, Dr. Eng.

Comportamento do veículo em função das diferentes posições do Centro de Gravidade (CG)

PROJETO PRELIMINAR

CG na metade da distância entre

Cristiano Vasconcellos eixos

CG mais próximo

do eixo dianteiro

CG mais próximo

do eixo traseiro

Ferreira, Dr. Eng.

PROJETO

PRELIMINAR

A seguir, inicia-se a fase de projeto detalhado ...


Ferreira, Dr. Eng.

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