Contributo para a criação de modelos simplificados a usar no projeto de máquinas

Abstract

O projeto e dimensionamento de componentes ou sistemas é uma tarefa complexa dado que é necessário modelar exaustivamente o seu todo de forma a assegurar tanto a função e desempenho do projeto, assim como a segurança e fiabilidade do mesmo. Para tal, são utilizados modelos de cálculo já existentes que frequentemente são utilizados sem se considerar os seus pressupostos, dado que geralmente assumem condições ideais que, normalmente, não são as existentes ou não são possíveis de garantir. Assim, para fazer face a estas simplificações recorre-se à aplicação de fatores de segurança de folgas e a alguns modelos estatísticos para se conseguir realizar os projetos. Numa primeira fase são abordadas algumas simplificações inerentes à tarefa de projeto, avaliando o seu impacto e as suas consequências, ou seja, se as mesmas podem ser realizadas sem ser necessário recorrer a métodos corretivos de modo a assegurar a segurança e fiabilidade do projeto ou se as mesmas colocam o projeto do lado oposto da segurança, isto é, o projeto apresenta uma solução menos crítica do que a situação real, sendo necessário utilizar métodos corretivos, como por exemplo o uso de fatores de segurança. Desta forma, este trabalho tem como objetivo realizar um contributo não exaustivo na área das simplificações de projeto e suas implicações, referindo alguns casos de sim- plificações presentes no estudo de carregamentos de tração e compressão, encurvatura, flexão, entre outros, alertando para os seus eventuais impactos, avaliando assim se estas simplificações colocam o projeto do lado da segurança ou do seu lado oposto. Neste último caso, torna-se necessário recorrer a mecanismos corretivos como a utilização de fatores de segurança.

The design and sizing of components or systems is a complex task, as it is necessary to thoroughly model the whole system to ensure both the function and performance of the project, as well as its safety and reliability. To this end, existing calculation models are used, which are often applied without considering their assumptions, as they generally assume ideal conditions that are usually not present or cannot be guaranteed. Thus, to address these simplifications, safety factors, clearances, and some statistical models are applied to successfully carry out the projects. In an initial phase, some simplifications inherent to the design task are addressed, assessing their impact and consequences, that is, whether they can be carried out without the need for corrective methods to ensure the safety and reliability of the project, or whether they place the project on the opposite side of safety. In this case, the project presents a less critical solution than the actual situation, requiring the use of corrective methods, such as safety factors. Therefore, this work aims to make a non-exhaustive contribution in the field of design simplifications and their implications, mentioning some cases of simplifications present in the study of tensile and compressive loads, buckling, bending, among others, warning of their potential impacts, and thus assessing whether these simplifications place the project on the side of safety or on its opposite side. In the latter case, it becomes necessary to resort to corrective mechanisms, such as the use of safety factors.