(Parte 3 de 8)

1.4 O modelo de engenharia9

Estimativa e análise de primeira ordem 9 Croqui de engenharia 10

1.5 Projeto e engenharia auxiliados por computador1

Projeto auxiliado por computador (CAD) 1 Engenharia auxiliada por computador (CAE) 13 Precisão computacional 15

1.6 O relatório de engenharia16
1.7 Coeficientes de segurança e normas do projeto16

Coeficiente de segurança 16 A escolha de um coeficiente de segurança 17 Normas de projetos e de segurança 19

1.8 Considerações estatísticas20
1.9 Unidades21
1.10 Resumo25
1.1 Referências26
1.12 Referências na Web27
1.13 Bibliografia27
1.14 Problemas28
CAPÍTULO 2 MATERIAIS E PROCESSOS29
2.0 Introdução29
2.1 Definições de propriedades dos materiais29

Ensaio de tração 31 Ductilidade e fragilidade 3 Ensaio de compressão 34 Ensaio de flexão 35 Ensaio de torção 35 Resistência à fadiga e limite de resistência à fadiga 37 Resistência ao impacto 38 xviii SUMÁRIO

2.2 A natureza estatística das propriedades dos materiais40
2.3 Homogeneidade e isotropia42
2.4 Dureza42

Tratamento térmico 43 Endurecimento superficial 45 Tratamentos térmicos de materiais não ferrosos 46 Conformação mecânica e encruamento 46

2.5 Revestimentos e tratamentos superficiais48

Ação galvânica 49 Eletrorrecobrimento 49 Recobrimento catalítico 50 Anodização 51 Revestimentos com plasma pulverizado 51 Revestimentos químicos 51

2.6 Propriedades gerais dos metais51

Ferro fundido 52 Aços fundidos 53 Aços conformados 53 Sistemas de numeração de aços 54 Alumínio 56 Titânio 58 Magnésio 59 Ligas de cobre 59

2.7 Propriedades gerais de não metais60

Polímeros 60 Cerâmicas 62 Compósitos 62

2.8 Selecionando materiais63
2.9 Resumo65
2.10 Referências68
2.1 Referências na Web68
2.12 Bibliografia68
2.13 Problemas69
CAPÍTULO 3 DETERMINAÇÃO DAS SOLICITAÇÕES73
3.0 Introdução73
3.1 Classes de solicitações73
3.2 Diagramas de corpo livre75
3.3 Análise do carregamento76

Análise tridimensional 76 Análise bidimensional 7 Análise estática do carregamento 78

3.4 Estudos de caso de carregamentos estáticos bidimensionais78

Estudo de Caso 1A: Análise do carregamento em uma alavanca de freio de bicicleta 78

Estudo de Caso 2A: Análise de forças de uma ferramenta manual de dobramento 84

SUMÁRIO xix

Estudo de Caso 3A: Análise das solicitações em um macaco tipo sanfona de automóvel 8

3.5 Estudo de caso de carregamento estático tridimensional93

Estudo de Caso 4A: Análise das solicitações do braço do freio de uma bicicleta 94

3.6 Estudo de caso de solicitação dinâmica98

Estudo de Caso 5A: Análise das solicitações em um mecanismo de quatro barras 98

3.7 Solicitação vibratória101

Frequência natural 102 Forças dinâmicas 104

Estudo de Caso 5B: Medição do carregamento dinâmico em um mecanismo de quatro barras 105

3.8 Carregamento de impacto106

Método da energia 107

3.9 Carregamentos em vigas1

Força cortante e momento 1 Funções de singularidade 112 Superposição 122

3.10 Resumo123
3.1 Referências125
3.12 Referências na Web126
3.13 Bibliografia126
3.14 Problemas126
CAPÍTULO 4 TENSÃO, DEFORMAÇÃO E DEFLEXÃO139
4.0 Introdução139
4.1 Tensão139
4.2 Deformação143
4.3 Tensões principais143
4.4 Estado plano de tensão e deformação145

Estado plano de tensões 145 Estado plano de deformações 146

4.5 Círculos de Mohr146
4.6 Tensões aplicadas versus tensões principais151
4.7 Tensão normal152
4.8 Cisalhamento puro, tensão de esmagamento e rasgamento153

Cisalhamento puro 153 Tensão de esmagamento 154 Falha por rasgamento 154

4.9 Vigas e tensões na flexão154

Vigas em flexão pura 155 Cisalhamento na flexão 158

4.10 Deflexão em vigas162

Deflexão por funções de singularidade 164 Vigas estaticamente indeterminadas 171

4.1 Método de Castigliano173

x SUMÁRIO

Deflexão pelo método de Castigliano 175 Cálculo de reações redundantes pelo método de Castigliano 175

4.12 Torção177
4.13 Tensões combinadas183
4.14 Constante de mola185
4.15 Concentração de tensão186

Concentrações de tensões na solicitação estática 187 Concentrações de tensões sob solicitações dinâmicas 188 Determinação dos fatores geométricos de concentração de tensões 188 Projeto para evitar concentração de tensões 191

4.16 Compressão axial – flambagem193

Índice de esbeltez 193 Colunas curtas 193 Colunas longas 193 Condições de contorno 195 Colunas intermediárias 197 Colunas excêntricas 201

4.17 Tensões em cilindros203

Cilindros de parede espessa 204 Cilindros de parede fina 205

4.18 Estudos de caso de análise de deformação e tensão estáticas205

Estudo de Caso 1B: Análise de tensão e deformação em uma alavanca para freio de bicicleta 206

Estudo de Caso 2B: Análise de deflexão e tensão em alicate de pressão 209

Estudo de Caso 3B: Análise de deflexão e tensão em macaco tipo sanfona para automóvel 214

Estudo de Caso 4B: Análise de tensões no braço de um freio de bicicleta 217

4.19 Resumo221
4.20 Referências227
4.21 Bibliografia228
4.2 Problemas28
CAPÍTULO 5 TEORIA DAS FALHAS ESTÁTICAS243
5.0 Introdução243
5.1 Falha de materiais dúcteis sob carregamento estático245

A teoria da energia de distorção de von Mises-Hencky 246 A teoria da tensão máxima de cisalhamento 252 Teoria da máxima tensão normal 254 Comparação dos dados experimentais com as teorias de falha 254

5.2 Falha de materiais frágeis sob carregamento estático258

Materiais uniformes e não uniformes 258 A teoria de Coulomb-Mohr 259 A teoria de Mohr modificada 260

5.3 Mecânica da fratura265
5.4 Usando as teorias de falha para carregamento estático273
5.5 Estudos de caso na análise de falha estática274

SUMÁRIO xxi

Estudo de Caso 1C: Análise de falha da alavanca de freio de bicicleta 274 Estudo de Caso 2C: Análise de falha do alicate de pressão 277

Estudo de Caso 3C: Análise de falha de macaco tipo sanfona de automóvel 280

Estudo de Caso 4C: Coeficientes de segurança do braço de freio de bicicleta 282

5.6 Resumo285
5.7 Referências288
5.8 Bibliografia289
5.9 Problemas289
CAPÍTULO 6 TEORIAS DE FALHA POR FADIGA303
6.0 Introdução303

História da falha por fadiga 303

6.1 Mecanismo da falha por fadiga306

Estágio de início da trinca 307 Estágio de propagação da trinca 307 Fratura 308

6.2 Modelos de falha por fadiga309

Regimes de fadiga 309 A abordagem tensão-número de ciclos 310 A abordagem deformação-número de ciclos 311 A abordagem da MFLE 311

6.3 Considerações relativas ao projeto de máquinas312
6.4 Cargas de fadiga313

Carregamento em máquinas rotativas 313 Carregamento em equipamentos de serviço 314

6.5 Critérios de medição da falha por fadiga314
6.6 Critérios para estimar a falha por fadiga327

Resistência à fadiga teórica Sf' ou limite de fadiga Se' estimados 328

Fatores de correção para a resistência à fadiga ou limite de fadiga teóricos 330

Cálculo da resistência à fadiga corrigida Sf ou do limite de fadiga corrigido Se 337 Desenho do diagrama S-N estimado 337

6.7 Entalhes e concentração de tensões342

Sensibilidade ao entalhe 343

6.8 Tensões residuais347
6.9 Projeto para fadiga de alto-ciclo352
6.10 Projeto para tensões uniaxiais alternadas353

Etapas de projeto para tensões alternadas com carregamento uniaxial 353

6.1 Projeto para tensões uniaxias repetidas361

Diagrama de Goodman modificado 362 Aplicação dos efeitos de concentração de tensão às tensões variadas 364 xi SUMÁRIO

Determinação do coeficiente de segurança com tensões variadas 366 Etapas de projeto para tensões variadas 369

6.12 Projeto para tensões multiaxiais em fadiga376
6.13 Uma abordagem geral para projeto de fadiga de alto-ciclo381
6.14 Um estudo de caso em projeto para fadiga386

Estudo de Caso 6: Reprojeto de uma viga de tear que falhou para um tear automático a jato de água 387

6.15 Resumo399
6.16 Referências403
6.17 Bibliografia406
6.18 Problemas407
CAPÍTULO 7 FALHA SUPERFICIAL419
7.0 Introdução419
7.1 Geometria de superfícies421
7.2 Superfícies em contato423
7.3 Atrito424

O efeito da rugosidade no atrito 425 O efeito da velocidade no atrito 425 Atrito de rolamento 425 O efeito de lubrificação no atrito 426

7.4 Desgaste por adesão426

O coeficiente de desgaste por adesão 429

7.5 Desgaste por abrasão430

Materiais abrasivos 433 Materiais resistentes à abrasão 433

7.6 Desgaste por corrosão434

Corrosão por fadiga 435 Corrosão por microabrasão 435

7.7 Fadiga superficial436
7.8 Contato entre esferas438

Pressões de contato e região de contato no contato entre esferas 438 Distribuições de tensões estáticas no contato entre esferas 440

7.9 Contato entre cilindros4

Pressões de contato e região de contato no contato entre cilindros paralelos 4

Distribuição de tensão estática no contato paralelo entre cilindros 445

7.10 Contato geral448

Pressão de contato e região de contato no caso geral 448 Distribuições de tensões no contato geral 450

7.1 Tensões de contato dinâmicas453

Efeito da componente de deslizamento nas tensões de contato 453

7.12 Modelos de falha por fadiga superficial – contato dinâmico461
7.13 Resistência à fadiga superficial464
7.14 Resumo470

SUMÁRIO xi Projeto para evitar falhas de superfície 471

7.15 Referências474
7.16 Problemas476
CAPÍTULO 8 ANÁLISE POR ELEMENTOS FINITOS481
8.0 Introdução481

Cálculos de tensão e deformação 482

8.1 O método dos elementos finitos483
8.2 Tipos de elementos485

Dimensão do elemento e grau de liberdade (GDL) 485 Ordem dos elementos 486 Refinamento h-adaptativo versus p-adaptativo 487 Razão de aspecto do elemento 487

8.3 Malha487

Densidade da malha 488 Refino da malha 488 Convergência 488

8.4 Condições de contorno492
8.5 Aplicação de cargas502
8.6 Testando o modelo (verificação)503
8.7 Análise modal506
8.8 Estudos de caso508

Estudo de Caso 1D: Análise pelo FEA para o manete de freio de uma bicicleta 508

Estudo de Caso 2D: Análise pelo FEA para alicate de pressão 511 Estudo de Caso 4D: Análise pelo FEA do braço do freio de uma bicicleta 513 Estudo de Caso 7: Análise pelo FEA para o engate de reboque 516

8.9 Resumo518
8.10 Referências519
8.1 Bibliografia519
8.12 Recursos na Web519
8.13 Problemas520
PARTE I PROJETO DE MÁQUINAS521
CAPÍTULO 9 ESTUDOS DE CASO DE PROJETO523
9.0 Introdução523
9.1 Estudo de Caso 8A: Compressor de ar portátil524
9.2 Estudo de Caso 9A: Levantador de fardos de feno527
9.3 Estudo de Caso 10A: Máquina de teste de camo531
9.4 Resumo537
9.5 Referências537
9.6 Projetos de dimensionamento538
CAPÍTULO 10 EIXOS, CHAVETAS E ACOPLAMENTOS549
10.0 Introdução549
10.1 Carga em eixos549
10.2 Conexões e concentração de tensões551
10.3 Materiais para eixo553
10.4 Potência no eixo553
10.5 Cargas no eixo554
10.6 Tensões no eixo554
10.7 Falha do eixo em carregamento combinado5
10.8 Projeto do eixo556

xxiv SUMÁRIO

Considerações gerais 556 Projeto para flexão alternada e torção fixa 557 Projeto para flexão variada e torção variada 559

10.9 Deflexão do eixo566

Eixos modelados como vigas 567 Eixos modelados como barras de torção 567

10.10 Chavetas e rasgos de chaveta570

Chavetas paralelas 570 Chavetas cônicas 571 Chaveta Woodruff 572 Tensões em chavetas 572 Materiais para chavetas 573 Projeto de chavetas 573 Concentração de tensões em rasgos de chaveta 574

10.1 Estrias578
10.12 Ajustes por interferência580

Tensões nos ajustes por interferência 580 Concentração de tensão nos ajustes por interferência 581 Corrosão por microabrasão 582

10.13 Projeto de volante585

Variação de energia em um sistema em rotação 586 Determinação da inércia do volante 588 Tensões nos volantes 590 Critério de falha 591

10.14 Velocidades críticas de eixos593

Vibração lateral dos eixos e vigas – método de Rayleigh 596 Rodopio de eixo 597 Vibração torcional 599 Dois discos em um mesmo eixo 600 Discos múltiplos em um eixo comum 601 Controle das vibrações torcionais 602

10.15 Acoplamentos604

Acoplamentos rígidos 605 Acoplamentos complacentes 606

10.16 Estudo de caso608

Estudo de Caso 8B: Projeto preliminar de eixos para um trem de comando de um compressor 608

10.17 Resumo612
10.18 Referências614
10.19 Problemas615
CAPÍTULO 1 MANCAIS DE ROLAMENTO E LUBRIFICAÇÃO623
1.0 Introdução623

SUMÁRIO xxv Atenção, leitor 625

1.1 Lubrificantes625
1.2 Viscosidade627
1.3 Tipos de lubrificação628

Lubrificação de filme completo 629 Lubrificação de contorno 630

1.4 Combinações de materiais em mancais de deslizamento631
1.5 Teoria da lubrificação hidrodinâmica632

Equação de Petroff para torque sem carga 633 Equação de Reynolds para mancais radiais 634 Perdas de torque e potência em mancais de deslizamento 639

1.6 Projeto de mancais hidrodinâmicos640

Projeto do fator de carga – o número de Ocvirk 640 Procedimentos de projeto 642

1.7 Contatos não conformantes646
1.8 Mancal de elementos rolantes653

Comparação de mancais de rolamento e deslizamento 653 Tipos de mancais de elementos rolantes 654

1.9 Falha dos mancais de elementos rolantes658
1.10 Seleção de mancais de elementos rolantes659

Carga dinâmica básica de classificação C 659 Classificação da vida modificada do mancal 661

Carga estática básica de classificação C0 661 Cargas radial e axial combinadas 662

Procedimentos de cálculo 664

1.1 Detalhes da montagem dos mancais665
1.12 Mancais especiais6
1.13 Estudo de caso668

Estudo de Caso 10B: Projeto de mancais hidrodinâmicos para dispositivo de teste de camo 668

1.14 Resumo670
1.15 Referências673
1.16 Problemas675
CAPÍTULO 12 ENGRENAGENS CILÍNDRICAS RETAS681
12.0 Introdução681
12.1 Teoria do dente de engrenagem683

A lei fundamental de engrenamento 683 A forma involuta do dente 684 xxvi SUMÁRIO

Ângulo de pressão 685 Geometria do engrenamento 686 Cremalheira e pinhão 687 Mudança da distância entre centros 687 Folga de engrenamento 689 Movimento relativo do dente 689

12.2 Nomenclatura do dente de engrenagem689
12.3 Interferência e adelgaçamento692

Formas de dentes com adendos desiguais 693

12.4 Razão de contato694
12.5 Trem de engrenagens696

Trens de engrenagens simples 696 Trem de engrenagens composto 697 Trens compostos revertidos 698 Trens de engrenagens epicíclicos ou planetários 699

12.6 Fabricação de engrenagens702

Dentes de engrenagem por conformação 702 Usinagem 703 Processos grosseiros 703 Processos de acabamento 704 Qualidade da engrenagem 705

12.7 Carregamento em engrenagens cilíndricas retas706
12.8 Tensões em engrenagens cilíndricas retas708
12.9 Materiais para engrenagem722

Resistências dos materiais 723

Resistências à fadiga de flexão da AGMA para materiais de engrenagem 724

Resistências à fadiga de superfície da AGMA para materiais de engrenagem 725

12.10 Lubrificação de engrenamento732
12.1 Projeto de engrenagens retas732
12.12 Estudo de caso734

Estudo de Caso 8C: Projeto de engrenagens retas para o trem motor de um compressor 734

12.13 Resumo738
12.14 Referências741
12.15 Problemas741
CAPÍTULO 13 ENGRENAGENS HELICOIDAIS, CÔNICAS E SEM-FIM747
13.0 Introdução747
13.1 Engrenagens helicoidais747

Geometria da engrenagem helicoidal 749 Forças em engrenagens helicoidais 750 Número virtual de dentes 751 Razões de contato 752 Tensões em engrenagens helicoidais 752

13.2 Engrenagens cônicas760

SUMÁRIO xxvii

Geometria das engrenagens cônicas e nomenclatura 761 Montagem de engrenagens cônicas 762 Forças em engrenagens cônicas 762 Tensões em engrenagens cônicas 763

13.3 Engrenagens sem-fim768

Materiais para engrenagens sem-fim 770 Lubrificação de sem-fim 770 Forças em engrenamentos sem-fim 770 Geometria do engrenamento de sem-fins 771 Métodos de classificação 771 Um procedimento de projeto para engrenamento de sem-fim 773

13.4 Estudo de caso773

Estudo de Caso 9B: Projeto de um redutor de velocidade de engrenamento de sem-fim para um guincho de elevação 774

13.5 Resumo776
13.6 Referências781
13.7 Problemas781
CAPÍTULO 14 PROJETO DE MOLAS785
14.0 Introdução785
14.1 Constante de mola785
14.2 Configurações de mola788
14.3 Materiais para molas790

Arame de mola 790 Material para molas planas 793

14.4 Molas helicoidais de compressão795

Comprimento de molas 796 Detalhes de extremidade 796 Espiras ativas 797 Índice de mola 797 Deflexão de mola 797 Constante de mola 797 Tensões em espiras de molas helicoidais de compressão 798 Molas de espira helicoidal de fio não redondo 799 Tensões residuais 800 Flambagem de molas de compressão 802 Ressonância de molas de compressão 802 Resistências permissíveis de molas de compressão 803 O diagrama S-N de cisalhamento torcional para fios de molas 804 O diagrama de Goodman modificado para fio de mola 806

cargas estáticas808
14.6 Dimensionamento de molas helicoidais de compressão à fadiga812
14.7 Molas helicoidais de extensão820

14.5 Dimensionamento de molas helicoidais de compressão a

Espiras ativas em molas de extensão 821 Constante de mola para molas de extensão 821 Índice de mola para molas de extensão 821 Pré-carga de espiras em molas de extensão 821 xxviii SUMÁRIO

14.8 Molas helicoidais de torção831

Terminologia para molas de torção 832 Número de espiras em molas de torção 832 Deflexão de molas de torção 832 Constante de mola para molas de torção 833 Fechamento de espiras 833 Tensões em espiras de molas à torção 833 Parâmetros materiais para molas de torção 834 Coeficientes de segurança para molas à torção 835 Dimensionamento de molas helicoidais de torção 836

14.9 Molas Belleville838

Função carga-deflexão de molas Belleville 840 Tensões em molas Belleville 841 Carregamento estático de molas Belleville 842 Carregamento dinâmico 842 Empilhamento de molas 842 Dimensionamento de molas Belleville 843

14.10 Estudo de caso845

Estudo de Caso 10C: Projeto de uma mola de retorno para um braço de camo-seguidor 846

14.1 Resumo850
14.12 Referências853
14.13 Problemas854
CAPÍTULO 15 PARAFUSOS E FIXADORES859
15.0 Introdução859
15.1 Formas padronizadas de rosca862

Área sob tração 863 Dimensões padronizadas de roscas 864

15.2 Parafusos de potência865

Roscas quadrada, Acme e de botaréu 865 Aplicação de parafusos de potência 866 Análise de força e torque em parafusos de potência 866 Coeficientes de atrito 869 Autotravamento e retroacionamento de parafusos de potência 869 Eficiência de parafusos 870 Parafusos de esferas 871

15.3 Tensões em roscas874

Tensão axial 874 Tensão de cisalhamento 875 Tensões torcionais 876

15.4 Tipos de parafusos de fixação876

Classificação pelo uso pretendido 876 Classificação pelo tipo de rosca 877

SUMÁRIO xxix

Classificação pelo estilo de cabeça 877 Porcas e arruelas 879

15.5 Fabricação de fixadores880
15.6 Resistência de parafusos padronizados e parafusos de máquina881
15.7 Pré-carga de junções em tração882

Parafusos pré-carregados sob carga estática 885 Parafusos pré-carregados sob carga dinâmica 890

15.8 Determinação do fator de rigidez de junta895

Juntas com duas chapas do mesmo material 897 Juntas com duas chapas de diferentes materiais 898 Juntas com retentores 899

15.9 Controle de pré-carga904

Método do aperto de porca 905 Parafusos de torque limitado 905 Arruelas com indicação de carga 905 Tensão torcional devida à torção dos parafusos 906

15.10 Fixadores em cisalhamento907

Pinos passantes 908 Centroide de grupos de fixadores 909 Determinação de cargas de cisalhamento em fixadores 910

15.1 Estudo de caso912

Dimensionamento de parafusos de cabeça para um compressor de ar 912

Estudo de Caso 8D: Projeto de parafusos de cabeça para um compressor de ar 912

15.12 Resumo917
15.13 Referências920
15.14 Bibliografia920
15.15 Problemas921
CAPÍTULO 16 SOLDAGEM927
16.0 Introdução927
16.1 Processos de soldagem929

Tipos de soldas de uso comum 930 Por que um projetista deve preocupar-se com processos de soldagem? 931

16.2 Tipos de juntas e soldas931

Preparação da junta 933 Especificação da solda 933

16.3 Princípios do projeto de soldas934
16.4 Carregamento estático de soldas936

Resistência estática de soldas 936 Tensões residuais em soldas 937 Direção do carregamento 937 Tensão de cisalhamento admissível para cordões e juntas JPP 937

16.6 Carregamento dinâmico de soldas940

Efeito da tensão média na resistência à fadiga de uma solda 940

Os fatores de correção são necessários para o cálculo da resistência à fadiga? 940

Efeito da configuração da solda na resistência à fadiga 941 x SUMÁRIO

Existe um limite de resistência à fadiga para soldagens? 945 Falha por fadiga em carregamentos de compressão? 945

16.7 Tratando a solda como uma linha947
16.8 Soldas com carregamento excêntrico953
16.9 Considerações sobre o projeto de soldas em máquinas954
16.10 Resumo955
16.1 Referências956
16.12 Problemas957
CAPÍTULO 17 EMBREAGENS E FREIOS959
17.0 Introdução959
17.1 Tipos de freios e embreagens960
17.2 Seleção e especificação de embreagens/freios966
17.3 Materiais para embreagens e freios968
17.4 Embreagens de disco968

Pressão uniforme 969 Desgaste uniforme 969

17.5 Freios de disco971
17.6 Freios de tambor972

Freios de tambor com sapatas externas curtas 973 Freios de tambor com sapatas externas longas 975 Freios de tambor com sapatas internas longas 979

17.7 Resumo979
17.8 Referências982
17.9 Bibliografia982
17.10 Problemas983
APÊNDICE A PROPRIEDADES DOS MATERIAIS987
APÊNDICE B TABELAS DE VIGAS995
APÊNDICE C FATORES DE CONCENTRAÇÃO DE TENSÃO9
APÊNDICE D RESPOSTAS DOS PROBLEMAS SELECIONADOS1007
ÍNDICE1017

Parte

Aprendizado sem reflexão é trabalho perdido; reflexão sem aprendizado é perigoso.

1.1 PROJETO

O que é projeto, ou “design”§? O papel de parede é criado (“designed”). Você pode estar usando roupas de um estilista (“designer”). Os automóveis são desenhados (“designed”) em termos de sua aparência externa. O termo projeto (“design”) claramente engloba uma grande variedade de significados. Nos exemplos acima, “design” refere-se principalmente à aparência estética do objeto. No caso do automóvel, tudo com relação a seus outros aspectos envolve projeto. Suas peças mecânicas (motor, freios, suspensão, etc.) devem ser projetadas por engenheiros, não desenhadas por artistas, muito embora o engenheiro consiga expressar sua arte quando está projetando peças mecânicas.

A palavra “design” provém da palavra latina designare, que significa “designar ou escolher”. O dicionário Webster oferece várias definições da palavra design, a mais aplicável delas é “esboçar, traçar ou planejar como ação ou trabalho (...) para conceber, inventar, produzir”. Estamos mais preocupados aqui com o projeto de engenharia do que com o desenho artístico. Projeto de engenharia pode ser definido como: “O processo de aplicação das várias técnicas e princípios científicos com o intuito de definir um dispositivo, um método ou um sistema suficientemente pormenorizado para permitir sua realização”.

Projeto de máquinas

Este texto diz respeito a um aspecto do projeto de engenharia: o projeto de máquinas, que trata da criação de uma máquina que funcione bem, com segurança e confiabilidade. Uma máquina pode ser definida de muitas formas. O dicionário Random House[1] apresenta doze definições, entre as quais estão estas duas:

Máquina 1 Um aparato que consiste em unidades inter-relacionadas, ou 2 Um dispositivo que modifica a força ou o movimento.

§ N. de R. T.: Em inglês, a palavra “design” (tanto substantivo quanto verbo) pode ter uma série de significados (projeto, desenho, etc). O autor exemplifica aqui alguns deles e define o uso do termo na área da engenharia mecânica.

4 Projeto de Máquinas • Uma Abordagem Integrada

Na definição, as peças inter-relacionadas também são chamadas, às vezes, de elementos da máquina neste contexto. A noção de trabalho útil é básica para a função de uma máquina, existindo quase sempre alguma transferência de energia envolvida. A menção a forças e movimento também é crucial ao nosso interesse, uma vez que, ao converter uma forma de energia em outra, as máquinas criam movimento e desenvolvem forças. É tarefa do engenheiro definir e calcular esses movimentos, forças e mudanças de energia de modo a determinar as dimensões, as formas e os materiais necessários para cada uma das peças que integram a máquina. Esta é a essência do projeto de máquinas.

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