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PME-2582 Aula 1/10 - 1/`44 [email protected]

PME 2310

Seleo de Materiais para

Engenharia Mecnica

Prof. Dr. Deniol Katsuki TANAKA


Cronograma de Atividades 1o Semestre 2010

Aula Data Tpico do Programa01 22/02 Apresentao e critrios de avaliao

02 01/03 Critrios de seleo de materiais e ndice de desempenho

03 08/03 Seleo de materiais sob carregamento esttico limite de escoamento04 15/03 Seleo de materiais sob o ponto de vista de forma

05 22/03 Seleo de materiais sob carregamento esttico efeito da rigidez 06 29/03 Semana Santa No h aula

07 05/04 Seleo de materiais sob carregamento esttico Energia armazenada

08 12/04 Introduo a mecnica de fratura

09 19/04 Seleo de materiais com base na tenacidade fratura

10 26/04 Seleo de materiais e anlise de seu comportamento para aplicaes sob a

ao de cargas dinmicas: fadiga

11 03/05 Prova P112 10/05 Deformao em temperaturas criognicas. Seleo de materiais e anlise de seu

comportamento para baixas temperaturas

13 17/05 Deformao em alta temperatura (fluncia). Seleo de materiais e anlise de

seu comportamento para aplicaes em elevadas temperaturas

14 24/05 Mecanismos e formas da corroso - Entrega do trabalho

15 31/05 Seleo de materiais e seu comportamento quando exposto em meios

corrosivos

16 07/06 Seleo de materiais e seu comportamento quando exposto em meios

corrosivos sob a ao de esforos mecnicos- Corroso sob tenso

17 17/06 Seleo de materiais e seu comportamento quando submetidos a solicitaes

tribolgicas

18 21/06 Prova P219 28/06 Prova Recuperao


ProvaIndividualDurao 100 minutos Consulta somente a cola (entregar com a prova) 1 (uma) folha tamanho A4 Manuscrito com prprio punho Permitido colar a cola do colega

NOTA DA PROVA (P1 & P2)

)cola)(3,0()prova)(7,0(P

Segunda prova (P2) Pelo menos 1 (uma) questo personalizada

elaborada a partir do Trabalho apresentado

pelo GRUPO

Mdia final: 5

T)2P*2()1P*2(M


Trabalho

Grupo de 10 (dez) alunos Tema definido pelo GRUPO Mximo de 20 (vinte) folhas tamanho A4 Tipo Times New Roman 12 Espaamento pelo menos 12 pts Texto conforme Diretrizes para Apresentao de

Dissertaes e Teses

NO ENCADERNAR (apenas grampeadas)


Cincia de materiais

Cincia, engenharia e seleo de materiais

Composio

Microestrutura

Seleo de materiais

Material

Mecnica

Eletrnica

Qumica

Civil

Aronutica

Outros

Uso

Propriedades

Engenharia de materiais Processamento


Seleo de Materiais

TODOS OS MATERIAISA

nlis

e d

e F

alh

as

Classe de Materiais

Disponibilidade,

Proc. Fabricao, Custo,

Acabamento, etc.

SELEO FINAL DO MATERIAL

CRITRIO DE SELEO

Maxi-minimizao

do

desempenho do produto


Anlise de FalhaPME 2584 - Anlise de Falhas (optativa)


Coluna FGD caldeira - EUA


Minneapolis, MN (01/08/2007)


Exploso NYC (19/07/2007)


Hotel Rio de Janeiro (25/02/2007)


Philips-Conoco - Inglaterra (16/04/2001)


A hydrocarbon release and subsequent fire and explosions that occurred in the OlefinsII unit at the Formosa Plastics Corporation, USA, (Formosa) Point Comfort, TX, complex.

At about 3:05 PM on October 6, 2005, a trailer being towed by a forklift snagged and

pulled a small drain valve out of a strainer in a liquid propylene system. Escapingpropylene rapidly vaporized, forming a large flammable vapor cloud.

At about 3:07 PM, the vapor ignited, creating an explosion. The explosion knocked

down several and burned two (one seriously) operators exiting the unit. Flames fromthe fire reached more than 500 feet in the air.

Students and staff at the Point Comfort Elementary School evacuated to Port Lavaca, about five miles away.


Seleo de Materiais

TODOS OS MATERIAISA

nlis

e d

e F

alh

as CRITRIO DE SELEO

Maxi-minimizao

do

desempenho do produto

Classe de Materiais

Disponibilidade,

Proc. Fabricao, Custo,

Acabamento, etc.

SELEO FINAL DO MATERIAL


Critrio de seleo de materiais

Depende do

desenvolvimento do produto


Desenvolvimento do produto

Desenvolvimento produto

Materializao

Detalhamento

Concepo

Produto Final

Projeto Classe de materiais

Projeto do

produto

Funo &

Geometria

Seleo de

materiais

Todos materiais

EspecifiaoProttipo

Pesquisa de mercado




Materializao

Detalhamento

Concepo

Produto Final

Projeto Famlia de materiais

Projeto do

produto

Funo &

Geometria

Seleo de

materiais

Todos materiais

EspecifiaoProttipo

Pesquisa de mercado


Seleo de Materiais

Funo

Processo(fabricao)

Material Forma(geometria)


Seleo de materiais

d = f(F, G, M)

F funo do produtoG geometria (forma) do produtoM material para fabricao

Equacionar o desempenho do produto


Funo do produto

Etapa mais difcil da

concepo do produto


Produto para tirar vinho da garrafaFuno do produto

Presso interna Cisalhamento Trao


Saca rolha presso interna

Funo e forma


Saca rolha cisalhamento

Funo e forma


Saca rolha traoFuno e forma


Desempenho

&

geometria


Desempenho & geometria



Saca Rolha Eltrico 110V - Oster


Material


Uso de materiais


Evoluo material & design

1910

AoMadeiraTecidoBorracha

Manual

AoMadeiraTecidoBorracha

Motorizado - eltrico

PolmeroAoBorrachaPapel




Materializao

Detalhamento

Concepo

Produto Final

Projeto Famlia de materiais

Projeto do

produto

Funo &

Geometria

Seleo de

materiais

Todos materiais

EspecifiaoProttipo

Pesquisa de mercado


Seleo de materiais classe de materiais

Ao

MetaisAlCu

TiZn

inox

CermicasAl2O3

SiN ZrOSiC

TiNSiO2

PolmerosPVC

PEUAPM

PTFE

PET

NylonNBR

HbridosCFRPGFRP

SiC/Ni

Al2O3 / SiC


Seleo de materiais

d = f(F, G, M)

F funo do produtoG geometriaM material

Maxi/minimizar d M (classe de material)


Maximizar ou minimizar d?

Parmetro de desempenho d - melhorar conforto (tranco)

Amplitude do tranco (A) por volta:

Aumentar nmero de faces Ideal: Amplitude e nmero de tranco = ZERO

Inveno da RODA

Nmero de tranco (N) por volta: AUMENTAR (maximizar)DIMINUIR (minimizar)

Critrio de seleo:

Nmero de faces INFINITO RODA REDONDA


Exerccio

Qual o melhor material para fabricar uma coisapara ajudar a motorista levar o carro com pane para

a oficina?


Exerccio

Qual o melhor material para fabricar uma coisapara ajudar a jovem levar o carro com pane para a

oficina?


Melhor material

d = f(F, G, M)A

F

A

L

F

Critrio

mnima energia paramovitar a caisa

LAv ouv

mmas

L

m

F

Substituindo A

L

1

Fmou

1LFm

reescrevendo

m

ento

ou

A - depende de material

2vm2

1mincE


Mapa de propriedades

Resistncia X densidade

C

000.11

000.1

3

1

3

1

30

10

3

1

3,0

1,0

000.110

000.10

Famlia

(Liga de Mo)

Classe de materiais(Metais)

Famlia

(Liga de Mo)

C3

2

C

21

Linha

Iso-propriedade

000.11,0

100


Mapa de propriedadesMELHOR MATERIAL

DIAMANTE


Exerccio

O melhor material para fabricar uma

coisa para ajudar a motorista levaro carro para a oficina :

Critrio:

Mnima energia (mv2)Mnima massaMelhor material DIAMANTE

Com este critrio a coisa fabricada com liga de

alumnio (126 MPa e 2,7 Mg/m3) FICA MAIS

LEVE do que a fabricada com ao (400 MPa e

8,6 Mg/m3) ?


Mapa de propriedades

Resistncia X densidade

C

Ao400 MPa, 8,6 Mg/m3

Al

126 MPa2,7 Mg/m3)

Ao

400 MPa 8,6 Mg/m3)

Alumnio

126 MPa e 2,7 Mg/m3

Sero iguais.

A coisa fabricada em alumnio

NO VAI FICAR MAIS LEVE

Se o AO for mais resistente (=1.000MPa)

FICA MAIS LEVE do que alumnio

Com este critrio a coisa fabricada com

liga de alumnio (126 MPa e 2,7 Mg/m3)

FICA MAIS LEVE do que a fabricada com

ao (400 MPa e 8,6 Mg/m3) ?


Exerccio para casa

Qual o melhor material para fabricar uma coisapara levar o elevador de um andar para outro?

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