Segundo Norton, em seu livro sobre projetos de máquinas, o termo “projeto” ou “design” abrange inúmeras aplicações e significados. Ele define projeto como a “arte de escolher”. Como engenheiros, essa é precisamente a nossa responsabilidade: selecionar a melhor geometria, os materiais mais adequados e alinhar tudo isso aos processos de fabricação disponíveis. Em outras palavras, projetar significa planejar e esboçar, utilizando princípios científicos e técnicos para conceber máquinas e equipamentos de maneira eficiente e funcional.
Podemos definir uma máquina como um dispositivo composto por elementos interconectados, capazes de modificar algo por meio do trabalho. Esses elementos são os chamados elementos de máquinas, e o trabalho envolvido pode estar relacionado à transformação de diferentes formas de energia, como mecânica, cinética ou térmica.
Cabe ao engenheiro calcular, dimensionar e projetar todos esses elementos, bem como definir os processos de troca de energia necessários para que a máquina cumpra sua função. Para isso, é fundamental o conhecimento aprofundado em alguns tópicos essenciais, tais como:
- Análise estática;
- Análise dinâmica;
- Resistência dos materiais (tensões atuantes);
- Propriedades dos materiais.
Com esses conceitos bem estabelecidos e uma visão geral do projeto, é possível determinar se haverá componentes móveis ou não. Caso existam, é necessário calcular os esforços e tensões atuantes em cada um deles, analisando como essas forças são transmitidas entre os elementos da máquina. Se não houver partes móveis, a análise se torna mais simples, aproximando-se do estudo de uma estrutura estática.
As estruturas, assim como as máquinas, precisam ter seus esforços internos avaliados para garantir a segurança e evitar falhas. No entanto, elas estão sujeitas a condições de contorno específicas, como as forças dinâmicas do vento, sismos, tráfego e corrosão. Um aspecto interessante é que, nas estruturas, um maior peso próprio pode contribuir para uma maior capacidade de suporte de carga e durabilidade. Já em máquinas com componentes móveis, um aumento de peso pode intensificar os esforços atuantes e reduzir o coeficiente de segurança.
Dessa forma, antes de iniciar o dimensionamento das peças de uma máquina, é essencial definir a cinemática e as condições de contorno do projeto. Muitas vezes, essas condições são estimadas com base em conhecimentos técnicos e experiência prévia. No passado, para validação de projetos, eram realizados testes reais com corpos de prova ou modelos reduzidos. Esse processo iterativo permitia o refinamento do projeto a partir dos dados obtidos, aproximando o modelo conceitual das condições reais de operação.
Diversos fatores influenciam o sucesso de um projeto: a escolha de materiais de qualidade, o controle rigoroso da fabricação e a minimização de alterações nas propriedades internas e geométricas das peças são alguns deles.
Com o avanço da tecnologia, novas técnicas de prototipagem e modelagem tornaram-se disponíveis, permitindo uma maior precisão e confiabilidade nos projetos. Hoje, a FEA BRASIL atinge um alto nível de precisão devido à expertise acumulada por seus engenheiros ao longo de diversos desafios superados. Nossa equipe fornece modelos, análises e técnicas de validação confiáveis para nossos clientes.
Uma das ferramentas mais valiosas para a redução de custos no desenvolvimento de novos produtos e máquinas é a análise de elementos finitos (FEA). Esse é um tema que abordaremos em um futuro próximo. Entre em contato conosco e descubra como podemos ajudar sua empresa a criar soluções inovadoras, garantindo eficiência e segurança nos seus projetos.
