Departamento de Engenharia Mecânica MECAN UERJ

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Projetos de Máquinas

A área de Projetos de Máquinas é uma área da engenharia mecânica voltada para a mecânica aplicada. Seu objetivo é aplicar as teorias físicas às criações de máquinas, automações e necessidades do cotidiano.

O engenheiro de Projetos de Máquinas necessita de uma base consistente em matemática, física, desenho de máquinas e computação.

Os projetos de máquinas atuais utilizam a física unida à computação para melhor, e mais rápida, criação e desenvolvimento de projetos. Durante o processo são utilizados programas de desenho assistido por computador (CAD) e simuladores mecânicos/aerodinâmicos para economizar e poder corrigir e evitar futuras falhas.

Dentro desta área temos as seguintes subáreas de estudo:

- Teoria dos Mecanismos
- Estática e Dinâmica Aplicada
- Elementos de Máquinas
- Fundamentos Gerais de Projetos das Máquinas
- Máquinas, Motores e Equipamentos
- Métodos de Síntese e Otimização Aplicados ao Projeto Mecânico
- Controle de Sistemas Mecânicos
- Aproveitamento de Energia

Descreveremos estas áreas mais abaixo.

Subárea: Teoria dos Mecanismos

O que é?

A subárea Teoria dos Mecanismos estuda, desenvolve e melhora mecanismos de forma a atender as necessidades de um projeto da forma mais eficiente possível.

Mecanismo é um conjunto de elementos rígidos, móveis uns relativamente a outros, unidos entre si mediante diferentes tipos de junções chamadas pares cinemáticos (pernas, uniões de contato, passadores, etc.), cujo propósito é a transmissão e/ou transformação de movimentos e forças.

A teoria dos mecanismos pode ser dividida em dois grandes grupos:

- Análise de Mecanismos: Voltada para o estudo das características estruturais, cinemáticas e dinâmicas dos mecanismos já existentes.

- Síntese de mecanismos: Aborda o estabelecimento de projetos (criação) de mecanismos que possuam determinadas características estruturais, cinemáticas e dinâmicas e que sejam capazes de produzir determinados movimentos.

Algumas disciplinas oferecidas relacionadas à subárea:

Vídeos relacionados:

https://youtu.be/bP9YyKOJoYs

Subárea: Estática e Dinâmica Aplicada

O que é?

Estática e Dinâmica Aplicada é a subárea que lida com a análise de estruturas e sistemas, definindo as forças envolvidas, prevendo falhas, dimensionando sistemas e buscando a otimização dos mesmos.

A estática analisa os sistemas considerando que não se movem, ou que as forças não mudam.
- Exemplo: Pontes, casas, torres, suportes, etc.

Já a dinâmica analisa os sistemas levando em consideração que são mutáveis e sujeitos à forças também mutáveis
- Exemplo: Braços mecanicos, matrizes, eixos, etc.

Algumas disciplinas oferecidas relacionadas à subárea:

Subárea: Elementos de Máquinas

O que é?

Está subárea tem como objetivo o estudo, aplicação e criação de todos os componentes presentes em sistemas mecânicos.

Os elementos de máquinas podem ser classificados em grupos conforme sua função. Dentre os vários elementos de máquinas existentes, pode-se citar elementos de fixação, como parafusos, Porcas e Arruelas, elementos de transmissão, como correias e polias, elementos de apoio, como mancais, guias e rolamentos, etc.

Existem algumas características ou considerações que influenciam a seleção de um elemento de máquina:

- Resistência;
- Confiabilidade;
- Utilidade;
- Custo;
- Peso;

Algumas disciplinas oferecidas relacionadas à subárea:

Subárea: Fundamentos Gerais de Projetos das Máquinas

O que é?

Está subárea tem como objetivo o estudo das mais diversas formas e fundamentos de projetos de máquinas. Através deste estudo, são criadas novas formas, estabelecidos novos padrões e aperfeiçoados os já existentes.

No estudo dos fundamentos, devem ser levados em conta diversos fatores, como:

- Conceitos de tensão e deformação;
- Propriedades mecânicas dos materiais;
- Análise estática e dinâmica de peças;
- Dimensões;
- Fadiga;
- entre outros.

De uma forma mais geral, está é a base de qualquer projeto mecânico, pois define os padrões de desenhos, organogramas, fluxogramas e análises que são utilizadas na rotina da indústria e no meio acadêmico.

Algumas disciplinas oferecidas relacionadas à subárea:

Subárea: Máquinas, Motores e Equipamentos

O que é?

Este ramo é responsável pelo estudo, análise de viabilidade e externalidade, manutenção e desenvolvimento de máquinas, motores e equipamentos.

É uma subárea da engenharia de extrema importância, por se tratar de um propulsor tecnológico e de grande utilidade prática.

Está presente em diversos ramos, desde a nanotecnologia até a área aeroespacial, tudo necessita de motores e ferramentas automatizadas para uma melhor precisão e/ou funcionamento autônomo.

Algumas disciplinas oferecidas relacionadas à subárea:

Vídeos relacionados:

https://youtu.be/OXOhotubL9A

Subárea: Métodos de Síntese e Otimização Aplicados ao Projeto Mecânico

O que é?

Métodos de síntese e otimização são métodos que permitem explorar ao máximo cada detalhe do projeto através de análises e programas computacionais. São comumente usados na industria e no ambiente acadêmico para prototipagem, economizando tempo com produção de maquetes, além de recursos.

Através destes métodos é possível analisar uma estrutura inteira, testar sua resistência e simular forças atuantes com a intenção de criar o melhor produto.

Algumas disciplinas oferecidas relacionadas à subárea:

Vídeos relacionados:

https://youtu.be/6vWbfKKJUD8

Subárea: Controle de Sistemas Mecânicos

O que é?

De forma geral, define-se a subárea Controle de Sistemas Mecânicos como a união entre a engenharia mecânica e a engenharia mecatrônica, responsável pela automação, controle, manutenção e desenvolvimento de sistemas mecânicos.

Um sistema mecânico é composto por massas, molas e amortecedores, conectados entre si, ou a uma estrutura fixa.

A criação de sistemas mecânicos automatizados permite uma melhor precisão em tarefas complexas, ou que não poderiam ser realizadas manualmente, como o ajuste exato de uma peça ou o controle de tração de um carro.

Além disso, pode-se criar rotinas automatizadas, eliminando-se a necessidade de um observador humano para a tarefa.

Este ramo é utilizado largamente em todas as áreas da indústria e tem aberto portas para evoluções como a internet of things, machine learning e a sendo a propulsora para uma quarta revolução industrial.

Algumas disciplinas oferecidas relacionadas à subárea:

Vídeos relacionados:

https://youtu.be/iBU2n-HI2oM