1_Introducao ao projecto 2020 2021

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ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 12020-2021
Introdução ao Projeto
Capítulo 1
Autoria: Rosa Marat-Mendes
Atualização: Mário Alberto Vieira
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 22020-2021
Introdução ao Projeto Mecânico
• Porque devemos falar de Projeto Mecânico?
Colapso da 
ponte de 
Tacoma, 1940
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 32020-2021
Introdução ao Projeto Mecânico
• Porque devemos falar de Projeto Mecânico?
Desastre da Ponte de Genova, 2018
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 42020-2021
Introdução ao Projeto Mecânico
• Porque devemos falar de Projeto Mecânico?
Naufrágio do Titanic, 1912
Desastre do Columbia, 2003
Boeing 777, 2021
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 52020-2021
Introdução ao Projeto Mecânico
• O projeto mecânico surge usualmente integrado num processo de
desenvolvimento de produto, em que é parte fundamental no
dimensionamento de componentes e produtos que têm como foco satisfazer
uma determinada necessidade. O projeto mecânico nasce assim da
necessidade de transformar uma ideia num sistema que se destina a executar
uma tarefa qualquer.
• Para projetar sistemas mecânicos superiores, um engenheiro deve ter
experiência em relação aos elementos da máquinas existentes. Por exemplo:
um sistema mecânico não irá incorporar uma engrenagem de parafuso sem-
fim ou uma mola de Belleville se o projetista não tiver conhecimento de que
estes dispositivos existem.
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 62020-2021
Introdução ao Projeto Mecânico
• O projeto mecânico está intrinsecamente ligado ao desenvolvimento de produto:
Modificado a partir de:
Karl T. Ulrich, Steven D. Eppinger, 
Product Design and Development, 
quinta Edição, McGraw-Hill, 2012
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 72020-2021
• Uma máquina compreende vários elementos de máquinas diferentes
devidamente concebidos e dispostos para trabalhar juntos como um todo.
• As decisões fundamentais relativas à carga, cinemática e escolha de materiais
devem ser feitas durante o projeto de uma máquina.
• Outros fatores, como resistência, fiabilidade, deformação, tribologia (fricção,
desgaste e lubrificação), custo e requisitos de espaço também necessitam de
ser considerados.
• O objetivo é então produzir uma máquina que seja não só suficientemente
robusta para funcionar adequadamente por um tempo pré-definido, mas
também que seja economicamente viável no seu ciclo de vida.
Introdução ao Projeto Mecânico
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 82020-2021
Introdução ao Projeto Mecânico
Definição:
Formulação de um plano capaz de proporcionar uma solução
satisfatória e exequível a uma necessidade humana.
Necessidade:
Precisa: “O veio motor deste redutor está a dar problemas; houve 8
falhas nos últimos 6 meses. Temos de corrigir esta situação.”
Imprecisa: “A linha de produção continua a fabricar produtos com
demasiados defeitos.”
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Uma necessidade nunca tem:
• Resposta única
• Solução correta
Exemplo: “BOM” hoje, pode ser “MAU” amanhã. Porquê?
• Devido ao aperfeiçoamento e ao crescimento dos conhecimento técnico e 
científico.
• Alteração às necessidades da sociedade. 
Não há uma solução correta, há uma solução satisfatória. 
• Adequada ao fim em vista. 
• Formulada com o conhecimento atual. 
Introdução ao Projeto Mecânico
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 102020-2021
Boeing 787 Dreamliner 2010 
em que 80% do volume é de plástico 
reforçado com fibra de carbono.
Douglas DC3 de 1935
alumínio
Biplano Wright de 1903
balsa, arame de aço e seda
Introdução ao Projeto Mecânico
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 112020-2021
Várias soluções possíveis e
satisfatórias de saca-rolhas
Introdução ao Projeto Mecânico
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 122020-2021
Objectivos de um projeto de Engenharia:
• CRIAR
• RECONDICIONAR
• MELHORAR
• ADAPTAR
“A Engenharia oferece à sociedade opções adequadas e exequíveis que
constituem uma alternativa desejada ao curso natural dos
acontecimentos”.
Um Sistema
Introdução ao Projeto Mecânico
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 132020-2021
Introdução ao Projeto Mecânico
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 142020-2021
Necessidade
Especificações
Exequibilidade
Anteprojeto
Projeto de Conjunto
Projeto Detalhado
Avaliação
Decisão
Fabrico
Optimização
Fases do Projeto
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 152020-2021
Descrição das Fases do Projeto
Necessidade – A necessidade de desenvolvimento de um determinado produto está usualmente na
origem do processo de projeto mecânico – usualmente, esta necessidade é denominada como market-pull
(o mercado pede por uma necessidade, e as empresas de desenvolvimento de produto respondem a ela).
Especificações – Iniciado o seu desenvolvimento, é necessário estabelecer especificações e
requisitos do sistema a projetar (quantidade, vida e ambiente de serviço pretendidos, etc.) e respetivos
constrangimentos (custo máximo, dimensões e peso máximo, limitações de tecnologia e de materiais
existentes).
Exequibilidade – Esta fase analisa a exequibilidade técnica e a viabilidade financeira do produto ou
sistema a desenvolver. É necessário, assim, ter em consideração aspetos tecnológicos e económicos: Há
dependência de materiais escassos? O produto final é economicamente rentável?
Anteprojeto – Síntese do projeto. Resulta de conhecimento técnico científico, criativo e empírico. Tem
em conta resistência dos elementos, o seu design exterior, processos de manutenção e viabilidade
económica da operação do produto a ser desenvolvido. Deve também ter em conta preocupações de cariz
ambiental e de sustentabilidade – nomeadamente promovendo a utilização de materiais recicláveis e/ou
biodegradáveis, provenientes de fontes fidedignas e ambientalmente éticas.
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Descrição das Fases do Projeto
Projeto de conjunto e detalhado – Definição dos desenhos de conjunto e de detalhe pormenorizados.
Dimensionamento e análise estrutural dos componentes ou dos elementos individuais. Seleção de
unidades/peças normalizadas (catálogos/normas); otimização; notas de cálculo; desenhos de fabrico.
Avaliação – A avaliação do projeto é a verificação final do seu êxito. Nesta fase, são desenvolvidos
protótipos, que são testados sob diferentes tipos de solicitações e avaliações. Esta fase é a grande
geradora de alterações ao projeto, já que é aqui que erros e imprecisões não detetadas nas fases
anteriores são percetíveis aos projetistas.
Apresentação do projeto – A comunicação do projeto aos outros, por exemplo ao responsável
Superior, ao cliente ou ao investigador é um passo vital do projeto. Nesta fase não há regras fixas, mas há
linhas de orientação para a sua forma mais corrente que é a escrita, por exemplo, através de um Relatório
de Projeto.
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Durante o Projeto Mecânico, é necessário ter em consideração uma série
de fatores, e perceber as incertezas e influências externas que podem
influenciar o funcionamento dos componentes a desenvolver.
• Resistência
1. Variações nas propriedades do material.
2. Efeitos de escala.
3. Tipo de carregamento.
4. Meio Envolvente
Considerações de Projeto
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 182020-2021
Coeficiente de segurança
• O projetista deve prevenir-se destas varáveis aplicando um Coeficiente de
Segurança, dado pela letra n ou CS, ou SF (inglês).
• Em que n é um fator de correção de uma determinada propriedade para definir
ao projeto um valor admissível a não ser ultrapassado.
• No capítulo 2 este critério irá ser analisado em mais pormenor.
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 192020-2021
• Fiabilidade (Probabilidade de desempenhar sem falha a função destinada,em
condições estabelecidas).
• Custo
1. Adoção de materiais baratos, conceções simples, processos de fabrico
rentáveis.
2. Utilização de consumíveis normalizados.
3. Especificação de tolerâncias de fabrico razoáveis.
• Prevenção (Evitar arestas vivas, obstáculos à operação, ...)
• Fabrico (O projetista tem de estar bem informado sobre os processos de fabrico)
• Impacto Ambiental (O projetista tem de estar ciente das consequências ambientais 
das suas decisões de engenharia)
Considerações de Projeto
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 202020-2021
São muitas as incertezas aliadas ao projeto mecânico. Algumas dessas
incertezas são:
•Material
•Corrosão
•Desgaste
•Concentração de tensões
•Carregamento
•Tratamento termomecânico
•Soldaduras
•Validade dos modelos matemáticos e computacionais
•...
Incertezas aliadas ao Projeto
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 212020-2021
Mais exemplos de Falhas…
fratura frágil no navio Liberty
(1943)
efeito das concentrações de 
tensões e das tensões 
residuais na soldadura, não 
foram tomadas em conta
fratura da ponte Silver Bridge
(1967)
colapsou devido a falhas na 
manutenção e a carga excessiva 
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 222020-2021
Falha por Fadiga
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 232020-2021
1. Capa (título, identificação, data);
2. Índices (remissivo, de figuras, de tabelas, nomenclatura e siglas);
3. Memória Descritiva;
4. Objetivos;
5. Introdução;
6. Cálculos;
7. Conclusões;
8. Anexos com:
1. Desenhos (2D de fabrico com perspectiva ISO, Desenho conjunto com B.O.M.)
2. Tabelas
3. Catálogos
9. Referências bibliográficas.
Relatório de Projeto
ELEMENTOS DE MÁQUINAS I Introdução do Projeto - 242020-2021
• Uma memória descritiva deve incluir alguma informação (não demasiadamente técnica e exaustiva)
sobre as principais características do produto objeto de desenho.
• Deverá colocar-se na posição de um vendedor que está a expor as características e a demonstrar
as principais funcionalidades de um produto a outra entidade a quem interessa esse produto.
Em geral deve incluir a seguinte informação:
1. Introdução geral onde deve ser identificado o produto (com marcas, referência do produto, número
de série, ano de fabrico, etc) identificando o motivo que o levou a escolher e a desenhar o presente
objecto.
2. Explicar detalhadamente as funções do objecto. O que faz? Para que serve? Onde se utiliza?
Sempre que necessário deverá incluir imagens 3D dos objetos.
3. Explicar resumidamente como é que se opera o equipamento e como é que se pode manusear
corretamente.
4. Dar informações sobre a constituição física do objecto. Justificar quais os materiais utilizados, cores
dominantes, etc... Tem subconjuntos ou módulos? Tem acessórios opcionais?
5. Identificar as características técnicas do equipamento, potência, cilindrada, tipo de energia, peso,
dimensões globais, número de velocidades, etc … É produto certificado? Que tipo de certificação?
Memória Descritiva