PROJETO PRELIMINAR DO PRODUTO

Transcrição

1 DO PRODUTO

2 Materiais Termodinâmica Vibrações Resistência dos Materiais Metrologia Eletromagnetismos Cálculo Circuitos Eletrônicos Programação Otimização Estatística Gestão da Produção Mecânica dos Fluídos Mecanismos Metrologia Outras...

3 Fase na qual, a concepção selecionada será estudada, analisada, otimizada e avaliada sob diversos aspectos relacionados a engenharia.

4 Atividades realizadas no projeto detalhado.

5 Relação entre projeto conceitual, preliminar e detalhado Sistema Projeto Conceitual Produto Sistema Sistema Definir Atender requisitos Sistema Produto Sistema DETALHADO Sistema Subsistema Subsistema Subsistema Subsistema Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Componente Plano de processo Componente Componente Plano de processo Componente Componente SSC: sistemas, subsitemas e componentes Integrar Avaliar

6 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

7 Definição e Seleção de Materiais Processo criterioso, no qual devem ser avaliados os seguintes aspectos do produto: - Técnicos; - Econômicos; - Ambientais; Avaliado tendências tecnológicas em termos de materiais;

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

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10 Gráfico módulo de Young x custo relativo por unidade de volume (Ashby et al., 2007).

11 Sistemas Computacionais de Apoio ao Projeto Projeto Informacional Especificações de Projeto Projeto Informacional Modelagem Funcional Projeto Preliminar Definição da Arquitetura VISÃO DO SISTEMA Projeto Detalhado Detalhamento dos componentes

12 Interação entre os sistemas Geometric Verification CAD Internet / Intranet Computer Aided Design O ideal é todos os sistemas utilizarem uma mesma base digital do produto! Computer Aided Engineering CAE CAT Computer Aided Testing Technology Verification Physical Verification

13 Evolução da aplicação de sistemas CAE

14 Realidade virtual Modelagem em CAD dos Sistemas e Componentes Sistemas CAD - Sistemas CAD de pequeno porte ou Low-end: - Sistemas CAD de médio porte ou Middle-end: - Sistemas CAD de grande porte ou High-end:

15 Modelo virtual do automóvel

16 Simular situações críticas de uso utilizando software CAE CAE - Computer Aided Engineering Consiste em imitar o comportamento de um sistema por meio de outro sistema, o qual lembra o primeiro em certos aspectos;

17 Esta tecnologia pode ser aplicada em diferentes áreas do conhecimento

18 Simulação dinâmica; Simulação de Ruído, Vibração e Asperesa (Noise, Vibration and Harshness - NVH); Simulação de Impacto Simulador de Torção Simulação térmica Simulação aerodinâmica Simulação de desempenho

19 Simulação da seqüência de montagem e linha de montagem Análise de interferências Análise de processos com manequins humanos. Programação e simulação de equipamentos/células automatizadas

20 Teste do Fluxo da Ar na Cabine

21 Na fase preliminar podem ser empregadas outras ferramentas de projeto.

22 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; - 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.

23 Para alguns componentes, a tecnologia é tradicional e existe conhecimento acumulado e sistematizado e podemos calcular com base em padrões. É caso de rolamentos, por exemplo.

24 Sistema de tolerâncias e ajustes (ABNT) Com folga Incerto Com interferência Grandes Jogos Mínima Perda por Atrito Máxima Perda de Carga Guias Precisas Tendendo à Folga Tendendo à Interf. Longitudinal Transversal eixobase (h) furobase(h) A B C D E F a b c d e f G H J K M N g h j k P R S T U V X m n p q r s t u

25 Cálculo de cadeia dimensional Largura do anel espaçador (especificação crítica) A2 Folga (parâmetro crítico para evitar travamento (falha potencial) A

26 Nesta fase, o produto é analisado sob diferentes abordagens...

27 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 precisão, etc.

28 Projeto para Robustez Desenvolvimento de soluções que sejam robustos (não apresentem variações de desempenho) frente às condições ambientais, variação dos componentes e variabilidade em torno do valor nominal.

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

30 Modularidade Modularidade em permutar Modularidade em compartilhar componentes componentes Modularidade em adaptar para a variedade Modularidade através de barramento Modularidade seccional

31 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)

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33 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 fornecer para quem estiver envolvido com ele em seu ciclo de vida.

34 Projeto para Normalização Desenvolver soluções com grande ênfase na consideração de normas nacionais ou internacionais para a padronização de elementos, componentes, materiais, procedimentos de testes etc.

35 Projeto para Testes Envolve o desenvolvimento de meios, desde o início do processo de projeto, visando facilitar a realização de testes no produto.

36 Testes de Segurança

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38 People Package Estudos para definição da área do ocupante

39 Projeto para Manufatura Envolve a aplicação de princípios, desde o início do processo de projeto, visando facilitar a fabricação do produto.

40 Projeto para Montagem Envolve a aplicação de princípios, desde o início do processo de projeto, visando facilitar a montagem do produto.

41 Projeto para Embalagem Compreende questões relacionadas ao desenvolvimento de embalagens com informações de apresentação, segurança, transporte, entre outros fatores.

42 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 etc) e antropométricos (dimensões físicas, humanas etc.).

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45 Projeto para Confiabilidade Envolve a aplicação de princípios, desde o início do processo de projeto, visando aumentar a confiabilidade do produto..

46 Projeto para Mantenabilidade Manter o produto em funcionamento durante seu ciclo de vida, levando em conta a manutenção, inspeção, reparo, padronização etc.

47 Projeto para Apoio Logístico Consiste no gerenciamento dos recursos, suprimentos, instalações, equipamentos etc..

48 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.

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51 Projeto para Compatibilidade Eletromagnética Tem por objetivo trabalhar com equipamentos eletrônicos, levando em conta as interferências eletromagnéticas que esses equipamentos podem gerar.

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54 Nesta fase, são realizadas algumas modelagens matemáticas do produto...

55 Exemplo: Projeto de um Veículo Estabilidade em Retas Este exemplo foi retirado da Apostila de Projeto de Veículos do Professor Lauro Nicolazzi do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina.

56 A estabilidade do veículo depende... Forças e dos momentos que atuam no veículo; Dimensões e formas do veículo; 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.

57 Forças laterais... Parcela devido a inclinação lateral: Parcela devido a Força Centrífuga: m = massa do veículo [kg] vt = velocidade tangencial [m/s] α = inclinação da pista [rad] ρ = raio da pista [m] 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];

58 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. 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.

59 Comportamento do veículo em função das diferentes posições do Centro de Gravidade (CG) CG na metade da distância entre eixos CG mais próximo do eixo dianteiro CG mais próximo do eixo traseiro

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