Benchmarking Automotivo

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Olá muito boa noite!

Obrigado mais uma vez por visitarem o Blog “Carroceiros” de Plantão para falarmos sobre carrocerias automotivas.

 


Você já teve a sensação de ao abrir o seu carro e já ter visto uma peça de carroceria ou mesmo de acabamento semelhante em outro veículo? Por exemplo, a dobradiça da tampa traseira? Se a resposta é sim, não estranhe, isso é muito mais comum do que você possa imaginar, isso se chama Benchmarking.



Mas o que é de fato Benchmarking? Inicialmente o Benchmarking foi definido como o processo de comparar os processos de negócio de uma empresa com os de outras empresas concorrentes ou não concorrentes e as suas métricas de desempenho; este processo é usado na gestão e gerenciamento estratégico, no qual as organizações avaliam vários aspectos de seus processos em relação aos processos de melhores práticas das empresas concorrentes.


O benchmarking pode ser um evento único, mas é muitas vezes tratado como um processo contínuo em que as organizações procuram continuamente melhorar as suas práticas.

A técnica inicialmente utilizada para comparar estratégias corporativas existentes com o objetivo de alcançar o melhor desempenho possível em novas situações foi recentemente estendida para a comparação de produtos técnicos. Este processo é geralmente chamado de "técnica de benchmarking" ou "avaliação comparativa de produtos." Seu uso é bem difundido dentro da indústria automotiva, onde é vital para projetar novos produtos que correspondam às expectativas do usuário, á um custo mínimo, através da aplicação das melhores tecnologias disponíveis em todo o mundo. Os dados são obtidos através da Engenharia Reversa ou seja com a desmontagem total dos veículos da concorrência e analise minuciosa de seus sistemas (carroceria, painéis de portas, painel central, sistemas de freio, suspensão e etc.).



Tais análises foram inicialmente realizadas em casa pelas próprias montadoras e seus fornecedores, no entanto, como estas análises são caras, eles estão cada vez mais sendo terceirizados para empresas que se especializam nesta área.



A terceirização tem permitido uma redução drástica nos custos de cada empresa (através da partilha de custos) e no desenvolvimento de ferramentas eficientes (padrões, software).



No mundo são poucas as empresas que prestam esse tipo de serviço para as montadoras e o acesso ao resultado do trabalho destas empresas não é de fácil acesso, implica no pagamento de uma assinatura que não é lá muito barata.

Uma essas empresas, bastante conhecida pelas montadoras do mundo todo é a francesa A2Mac1  que atua desde 1997 e á cada ano vem demonstrando uma excelente evolução nos seus trabalhos. 



Então na próxima vez que tiver a impressão de já ter visto uma peça parecida em algum outro veículo, muito provavelmente você estará vendo o resultado do trabalho de Benchmarking.

Parte das fotos desse Post foram retiradas do site da A2Mac1                                  (http://a2mac1.fr/home/automotive-benchmarking.asp)

Tenham todos uma ótima semana e aproveitem bem o seu tempo ao lado daqueles que lhes fazem bem!

O Especialista


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Materiais de Construção Mecânica – Seleção, Uso e Solução (Parte 4)

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Materiais de Construção Mecânica – Seleção, Uso e Solução
Propriedades - Conceitos

Olá a todos que prestigiam o nosso Blog Carroceiros de Plantão.
Dando continuidade ao assunto sobre a escolha de materiais no desenvolvimento do produto, tentarei de uma forma sucinta passar alguns conceitos que determinam as propriedades mecânicas dos materiais.
Mas a partir desse post, mudarei um pouco o enfoque, vou entrar de vez no mundo dos materiais metálicos, materiais que são hoje, os mais difundidos e utilizados na cadeia produtiva de carrocerias na indústria automotiva.
Vamos lá então. Boa leitura a todos.
Metais, em quase toda a totalidade da gama, apresentam características muito parecidas e para diferencia-los precisamos conhecer alguns conceitos importantes sobre a resistência dos materiais.
Vamos iniciar nosso estudo entendo alguns desses  conceitos. Começaremos pelo conceito de Tensão e Deformação;

Tensão

Na mecânica, tensão é uma medida da intensidade das forças internas agindo entre as partículas de uma seção transversal de um corpo de material deformável. Essas forças internas são forças de reação contra as forças externas aplicadas no corpo. A tensão correspondente ao carregamento F pode ser obtida pela simples aplicação do principio do equilíbrio.

·         Tensão nominal ou tensão de engenharia:   σ = F/A0 [N/mm2]
·          Tensão real:  σ = F/A [N/mm2]


  
                                        Figura 1: Tensão em um corpo assumido como como contínuo.



O conhecimento da tensão real é mais interessante em estudos científicos sobre comportamento mecânico e os mecanismos de deformação envolvidos.

Na engenharia, para projetar estruturas e componentes mecânicos, utilizamos a tensão de engenharia.



Tensão de Escoamento (σe)

É o valor da tensão para a qual o material começa a se deformar plasticamente (deformação plástica). O valor de tensão de escoamento de um metal é uma medida de resistência à deformação plástica.

Alguns materiais (ex. aço, ferro) apresentam um patamar de escoamento bem definido , com limite superior e inferior (Fig.2).

                                                 


Figura 2: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε) de um metal dúctil.

Limite Elástico (Le)

Quando submetido a uma força de tração o material sofre, inicialmente, apenas deformação elástica até ser alcançado o limite elástico; a partir deste ponto do ensaio começa a ocorrer, além da elástica, a deformação plástica ou permanente.


                                     


Figura 3: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε) para determinação do Limite de Elástico

Tensão de Escoamento Convencionada (σ0,2)

Quando não apresenta patamar de escoamento claramente definido define-se, por norma, como tensão de escoamento aquela tensão para a qual o material já apresenta 0,2% de deformação permanente e então determina-se graficamente (Fig. 4) esse limite.

                                              


Figura 4: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε) para Tensão de Escoamento Convencionada



Deformação

A deformação de engenharia é, portanto uma grandeza adimensional e representa um valor médio específico da deformação tomado sobre a extensão do segmento observado. É usual também representar o valor “ε” como percentual. A deformação ocorre quando é aplicada uma tensão ou variação térmica que altera a forma de um corpo.

As deformações por tensão podem ser classificadas basicamente em três tipos: deformação transitória ou elástica, deformação permanente ou plástica e ruptura.

Na deformação elástica, o corpo retorna ao seu estado original após cessar o efeito da tensão. Isso acontece quando o corpo é submetido a uma força que não supere a sua tensão de elasticidade (Lei de hooke).

Na deformação permanente, o corpo não retorna ao seu estado original, permanece deformado permanentemente. Isso acontece quando o corpo é submetido à tensão de plasticidade, que é maior daquela que produz a deformação elástica.

Na deformação por ruptura o corpo rompe-se em duas ou mais partes. A ruptura acontece quando um corpo recebe uma tensão inicialmente maior daquela que produz a deformação plastica; essa tensão tende a diminuir após o início do processo.

Tensão x Deformação

A partir da aplicação da tensão, obtemos uma determinada deformação e a partir desses valores podemos construir um gráfico, muito importante para entender o comportamento de um determinado material.

Tal gráfico é conhecido como Diagrama Tensão x Deformação:

       

Figura 5:  Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε) om os vários estágios de deformação de um metal dúctil.

                                               



Figura 6: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε). Curva de tração real x deformação em tração
Módulo de Elasticidade (Módulo de Young)

Como vimos no post anterior, o módulo de elasticidade é a inclinação da curva tensão x deformação (σ  x ε) na região elástica.

É uma propriedade muito importante pois representa a rigidez do material, isto é, a sua resistência à deformação
elástica.
                                              




    Figura 7: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε) para determinação do módulo de elasticidade (Módulo de Young)


Para a maioria dos metais, este módulo varia entre 45 GPa, para o magnésio, até 400 GPa, para o tungstênio. Os polímeros geralmente possuem módulo de elasticidade bem mais baixos, variando entre 0,002 e 4,8 GPa.

Alguns valores do módulo de elasticidade:
·         Metais: varia entre 45 GPa (Mg) e 407 GPa (W);
·         Cerâmica: entre 70 e 500 GPa e Diamante = 1000Gpa
·         Polímeros: entre 0,007 e 4 GPa.

 Resiliência

A resiliência é a capacidade de um material em absorver energia quando ele é deformado elasticamente e depois, com o descarregamento, ter essa energia recuperada.
A propriedade associada é o módulo de resiliência (Ur) que representa a energia de deformação por unidade de volume para tencionar o material até o seu limite elástico. Na tração, é a área abaixo da curva σ x ε até o limite elástico.

        


Figura 8: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε). Correlação de Resiliência entre material metálico e materiais cerâmicos


 Tenacidade

Tenacidade é a energia mecânica, ou seja, o impacto necessário para levar um material à ruptura. Tenacidade é uma medida de quantidade de energia que um material pode absorver antes de fraturar. Os materiais cerâmicos, por exemplo, têm uma baixa tenacidade.

Segundo a tenacidade um material pode ser:

• Friável (frágil, quebradiço): Que pode ser quebrado ou reduzido a pó com facilidade;

• Maleável: Pode ser transformado facilmente em lâminas;

• Séctil: Pode ser facilmente cortado com uma lâmina;

• Dúctil: Pode ser transformado facilmente em fios;

• Flexível: Pode ser dobrado, mas não recupera a forma anterior;

• Elástico: Pode ser dobrado mas recupera a forma anterior.
Tal energia pode ser calculada através da área num gráfico Tensão x Deformação do material, portanto basta integrar a curva que define o material, da origem até a ruptura (Fig. 9).

Uma confusão comum ao termo é achar que um material duro é também tenaz, como exemplo temos o diamante, que só pode ser riscado por outro diamante (logo, extremamente rígido), mas pode ser quebrado se sofrer uma requisição muito alta como uma martelada.


                              


Figura 9: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε). Área característica de Tenacidade de Materiais Metálicos


                 


Figura 10: Diagrama Tensão (σ) x Deformação (ε). Áreas característica de Tenacidade de Materiais Cerâmicos e Materiais Metálicos
Para aqueles que acompanham o desenvolvimento do assunto, Materiais de Construção Mecânica, esse post foi bem mais direcionado e específico. Abordamos pontos importantes para a escolha do material mais apropriado ao produto a ser desenvolvido, e suas propriedades. Apresentamos conceitos e propriedades, e focamos num grupo específico, o grupo dos metálicos, o mais utilizado e importante para a construção de carrocerias automotivas.
Abordamos os conceitos de tensão, deformação, seus limites, propriedades como tenacidade e resiliência.
O próximo passo é estudar um evento único e mais complexo, que demanda muito estudo por parte da engenharia mecânica e dos materiais, e muito importante para nós, desenvolvedores do produto: é o efeito da fadiga.
Ficarei muito grato se puderem me dar um feedback sobre meus, aqui mesmo no Blog no campo COMENTÁRIOS.
Desejo a todos um bom fim de semana e até a próxima.









Mauro Chilese Gobbi
CAE Specialist Engineer


Bibliografia
Dieter, G.E. (1991) Engineering Design, A Materials and Processing Approach, 2nd edition, Chapter 5, McGraw-Hill, New York.

CALLISTER, Jr., W.D. Materials Science and Engineering. 7 º ed. New York: John Wiley & Sons, Inc, 2007.
Murnaghan, F. D. (1937): "Finite deformations of an elastic solid", en American Journal of Mathematics, 59, pp. 235-260.
Atkin, Raymond John. 'An introduction to the Theory of Elasticity' (em inglés). [S.l.]: North-Holland (ed.), 1980. ISBN 0-486-44241-1

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Materiais de Construção Mecânica – Seleção, Uso e Solução (Parte 3)

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Materiais de Construção Mecânica – Seleção, Uso e Solução
Propriedades
Olá, novamente sejam todos bem vindos ao Blog Carroceiros de Plantão.
Avançando no desenvolvimento do artigo sobre Materiais de Construção Mecânica, apontarei hoje de uma forma menos generalizada as principais características de um material, isto é, propriedades  por definição.
Preparados? A partir de hoje, a “coisa” fica mais técnica.

Como vimos nos posts anteriores, nosso processo de seleção de material seguiu as seguintes etapas:


Sabendo das necessidades de aplicação, e sabendo qual tipo de classe de material iremos utilizar, precisamos saber agora, quais propriedades esse material escolhido possui. Mas quais são essas propriedades, e o que precisamos saber sobre elas?
Cada material pode ser considerado como tendo um conjunto de atributos para a sua definição, e esse conjunto é chamado de propriedades intrinsicas. Não é um material, por si só, que o designer procura, é uma combinação específica destes atributos, uma propriedade de perfil. O nome do material é o identificador de uma determinada propriedade de perfil. As principais propriedades dos mateirias são:
Principais Propriedades Físicas:
 - Densidade;
 - Elétricas (condutividade elétrica, resistividade elétrica, etc);
 - Magnéticas (permeabilidade magnética; força coercitiva, indução magnética, etc.);
 - Térmicas (condutividade térmica; dilatação térmica, etc);
 - Óticas (transparência; índice de refração, etc.).

Principais propriedades químicas:
 - Resistência à corrosão;
 - Resistência à oxidação.

Principais propriedades mecânicas:
 - Resistência à tração e compressão,
 - Resistência a flexão transversal, 
 - Resistência ao impacto,
 - Resistência à fadiga,
 - Resistência a fluência,
 - Dureza,
 - Plasticidade/ductilidade
Propriedades Tribológicas:
 - Resistência aos diversos tipos de desgaste (desgaste abrasivo, desgaste adesivo, desgaste erosivo, etc.);
 - Coeficiente de atrito do material.
Conhecendo as propriedades, poderemos enfim,  partir para a escolha da classe de material mais adequado ao nosso produto e ao processo de fabricação. Como somos Carroceiros, vamos nos focar primeiramente na classe dos  metálicos, o material mais difundido quando falamos em carrocerias automotivas.

Precisamos entender alguns conceitos sobre materiais metálicos. Muitos deles são parecidos em constituição físico-químico, estrutura morfológica, aparência, etc. Por isso precisamos classifica-los – iremos tratar desse assunto mais a frente em outros posts. Mas pelo momento, precisamos entender que os materiais metálicos são bem diferentes entre sí e se faz necessário classificar e catalogar.

Para isso, a metalurgia e a mecânica lançam mão de análises de propriedades intrínsecas desses materiais e para entender como isso é feito, alguns conceitos precisam ser introduzidos. Para a mecânica, os mais importantes são as propriedades físicas e mecânicas, pois afetam diretamente a design, a utilização e a forma como nosso produto será manufaturado. Como vimos, precisamos entender um pouco mais sobre densidade, pois esta vai influenciar diretamente a classificação dos materiais e sua resistência, física e mecânica. Precisaremos entender um pouco mais como são obtidos e pra que nos servem coeficientes e módulos, para então entender como eles se comportam sob a ação de cargas e esforços solicitantes. Vamos fazer um apanhado geral, não falaremos de todas, mas algumas serão melhor abordadas.

Entendendo melhor algumas propriedades físicas e mecânicas;

Densidade, ρ (unidade SI: kg/m³): a densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. A densidade absoluta escolhida como padrão é a da água (1000g/cm³ a 4.0°C). O principio de Arquimedes (figura 1) enuncia que, “um fluído em equilíbrio age sobre o corpo sólido (monólito) nele imerso total o parcialmente com força vertical orientada de baixo para cima, denominada empuxo, aplicada ao centro de gravidade do volume de fluido deslocado, cuja intensidade é igual a do peso deslocado”.


Figura 1: Demontração do principio de Arquimedes para a determinação da densidade de um corpo sólido



Módulo de Elasticidade (Módulo de Young), E (unidade SI: GPa): é um parâmetro mecânico que proporciona uma medida da rigidez de um material sólido. É definido como "a inclinação” da parte linear elástica da curva de tensão-deformação.


Figura 2: Módulo de Elasticidade (Young) E x Densidade do Material ρ


Coeficiente de Poisson, ν (adimensional): mede a deformação transversal (em relação à direção longitudinal de aplicação da carga) de um material homogêneo e isotrópico.

Figura 3: Demonstração da determinação do Coeficiente de Poisson

Módulos de Resistência (unidade SI: MPa): no campo da mecânica dos sólidos a Resistência Mecânica é entendida como a força resultante da aplicação de uma força sobre um material. É a deformação do material que gera a força resultante, na medida direta de seu módulo de elasticidade. Na engenharia, a resistência mecânica é a sua capacidade de suportar as solicitações externas sem que estas venham a lhe causar deformações plásticas Os módulos são correspondentes as Cargas Normais (tração e compressão - figura 4), Momentos Fletores (flexão pura, transversal, inclinada – figura 5), Momentos Torcionais (torque ou torção – figura 6) e Forças Cisalhantes (corte – figura 7).


                                    
Nos próximos posts, abordarei de forma mais aprofundada como obter os coeficientes de resistência mecânica de um material, seus limites e suas implicações práticas no desenvolvimento do produto.

Ficarei muito grato se puderem me dar um feedback sobre meus, aqui mesmo no Blog no campo COMENTÁRIOS.
Desejo a todos um bom fim de semana e até a próxima.
 








Mauro Chilese Gobbi
CAE Specialist Engineer


Bibliografia
Dieter, G.E. (1991) Engineering Design, A Materials and Processing Approach, 2nd edition, Chapter 5, McGraw-Hill, New York.

Siddall, J.N. (1982) Optimal Engineering Design, Marcel Dekker, New York.
Ashby, Michael (1999). Materials Selection in Mechanical Design (3rd edition ed.). Burlington, Massachusetts: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-4357-9.

LQES – Laboratório de Quimica do Estado Sólido – Instituto de Química da Universidade de Campinas UNICAMP – Vivência LQES, Métodos, Processos e Técnicas – Italo Odone Mazali – 1987
D’Oliveira, Ana S.C. M. – Introdução aos Materiais, Propriedades Mecânicas 2009.1 - LaMaTS Engenharia de Superfícies – Universidade Federal do Paraná, UFPR – 2009.



Leitura e Interpretação de Desenho Técnico

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Olá muito boa noite!

Obrigado mais uma vez por visitarem o Blog “Carroceiros” de Plantão. 
Tenho percebido que muitas das pessoas que me escrevem, para  me contar que gostariam de fazer um carro, pouca ou quase nenhum embasamento técnico tem.  Alguns não sabem como uma peça de chapa é estampada, outros  não sabem elaborar um croquis e o trabalho prazeroso de montar o carro dos seus sonhos, pode-se tornar um pesadelo.
Por isso eu resolvi escrever para a TREVISAN PROJETOS e pedi á eles que preparassem um texto para divulgar o seu novo curso de Leitura e Interpretação de Desenho Técnico. 
Essa iniciativa meio que complementa a iniciativa do E-book Operação Engenharia. Tenho certeza que os colegas saberão aproveitar a Oportunidade.

Vamos ao texto enviado pelo colega Igor Trevisan:



Leitura e Interpretação de Desenho Técnico é um pré-requisito para quem deseja entrar na área de projetos, aprender CAD (Autocad, Solidworks, Inventor, Catia, entre outros), ou trabalha em uma área em que seja necessário ter tal conhecimento.
Para isso, apresento-lhes o que há de mais novo na área: http://www.eduk.com/cursos/26-desenho-tecnico-leitura-e-interpretacao, um curso com certificação, rápido, objetivo, dinâmico, com métodos inovadores e eficientes, feito por profissionais que possuem conhecimentos práticos e que sabem o que é preciso aprender para se dar bem nesta área. E o melhor, você pode estudar na hora em que você quiser, pois o curso é online.
Cadastre-se no site e experimente a 3 aulas inteiramente grátis. Aproveite a página do curso no facebook.
Próximos cursos a serem lançados (já estão em desenvolvimento, serão lançados em breve):
- Leitura e Interpretação de Desenho Técnico (intermediário)
- Leitura e Interpretação de Desenho Técnico Avançado (destinado a áreas específicas, tais como: Construção civil, Arquitetura, Mecânica, Elétrica)
- Iniciação a Desenho Assistido por Computador (CAD I) - (Autocad 2D, Inventor, Solidworks)
- Desenho Assistido por Computador Avançado (CAD II) - (Autocad 3D, Inventor, Solidworks)
- Engenharia Assistida por computador (CAE)
- Elementos de Máquinas
- Qualidade
- e muito mais.....
Público alvo: Estudantes de Engenharia (Civil, Mecânica, Mecatrônica, Elétrica, Automação, etc), estudantes de Arquitetura, profissionais que tem como base de suas atividades o desenho técnico, e curiosos da área.

clique na figura e veja o vídeo



Aproveitem bem a sua semana e boa sorte!

Carlos Lindner
O Especialista







 

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