4.10 Design Robusto
4.10.1 Análise de Modo de F alha e Efeito
A analise de modo de falha e efeito, omummente designada por FMEA (do inglês
Failure Mode and Ee t Analysis), onsiste numa metodologia que pode ser apli ada
num pro esso de engenharia do produto, tanto na fase de projeto, omo na fase do
pro esso. Autilizaçãodestaanálisepermiteidenti ar,detetarede nirpoten iaisfalhas
de umproduto oupro esso antes queeste hegueao onsumidor nal. Assim,épossível
aumentara abilidadeeadurabilidadequeéasso iadapelos onsumidoresaumproduto.
AFigura4.36ilustraa análiseFMEAefetuada, tendoem onta osobjetivosdeutili-
zação da bi i letae os requisitosexpressos pelos onsumidores, tendosido identi adas
umtotal de sete falhas ríti as.
Aprimeira falhaidenti adadizrespeitoàintegridadedo quadrodabi i leta,sendo
este elemento responsável pela abilidade e segurança da bi i leta. Uma falha a nível
estrutural pode olo ar emris o a integridade físi a do utilizador. Destemodo,a ação
preventiva passa pela averiguação estrutural através de simulações numéri as e, numa
faseposterior,peloensaio doquadrodea ordo omasreferên iasnormativas. Asoutras
duasfalhasdetetadasestãorela ionadas omodesempenhodosistemadetravagemeda
geometria da direção. Estes dois sistemas são de extrema importân ia para garantir a
segurança doutilizador,sendone essário umpriremosrequisitosdesegurançaprevistos
na norma EN14764.
Tendoem onta autilizaçãoindoor dabi i leta, foramdetetadasduasfalhas ríti as
rela ionadas om a robustez e segurança do suporte multifunções. Uma ação orretiva
passarápeloestudo domovimento emprotótipo.
Por m, as outras duas falhas ríti as estão rela ionadas om o design e preço de
aquisição da bi i leta. É per etível que um preço de aquisição ex essivamente elevado
omprometeosu esso omer ialdabi i leta,sendooportunoautilizaçãode omponentes
mais baratos ou, até mesmo, a redução do número de omponentes (p.ex. ausên ia do
suporte multifunções e do guiador) para versõesmais simples da bi i leta. Em relação
ao design, é importante onsiderar formasde personalizar o exterior da bi i leta, omo
4.Pro esso de Desen v olvimen to da Bi i leta
Função/actividade
Modo de falha
Causa da falha
Possíveis efeitos das falhas
Termos
críticos das
falhas
Possíveis ações corretivas ou medidas
preventivas
Perda das propriedades mecâncias
Exposição e contaminação pelos agentes externos
Deteorização superficial
Falha menor
Tratamento superficial adequado
Sobrecarga (peso do condutor e dos objetos)
Esforços induzidos pelas ações do condutor
Esbarramento com obstáculos
Lubrificação incorrecta do sistema de transmissão
Exposição e contaminação por fatores externos
Folgas entre os componentes
Incorreto dimensionamento mecânico
Substituição dos componentes
Falha maior
Rever as tolerâncias do projeto
Efeciência do movimento
Pouca amplitude de relações de transmissão
Desconforto
Falha menor
Sistema complementar de redução/
multiplicação de binário
Falha mecânica dos componentes
Afinação incorrecta
Queda do condutor
Falha crítica
Desconforto
Falha menor
Ausência de sistema de fixação
Desconforto
Dimensões do suporte
Estabilidade da bicicleta
Degradação dos componentes
Perceção visual
Mau contacto
Sinalização da bicicleta
Mau contacto
Degradação dos componentes
Largura máxima do suporte
Sistema pouco robusto
Má ligação dos componentes
Utilizar materias aderentes nas zonas do
suporte em contacto com o solo
Pouca aderência
Correto bloqueio da bicicleta
Ergonomia
Dificuldade de utilização
Dimensionamento incorrecto da bicicleta
Lesões musculares;
Desconforto
Falha maior
Análise em protótipo
Simplicidade
Poucas opções de personalização
Montagem dos sistemas
Processo complexo
Elevado número de componentes; complexidade das ligações
Difícil de montar
Desconforto
Estudar novas soluções construtivas
Custo dos componentes estandardizados
Processo de fabrico dos componentes
Falha maior
Dificuldade de atuação
Regulador ao alcance funcional
Analisar a montagem dos componentes
Inclinar
Danificação dos dispositivos
Folga do sistema de fixação
Queda dos dispositivos
Falha maior
Utilização de materiais mais
aderentes/re-design do sistema
Queda do utilizador
Falha crítica
Análise do movimento em protótipo
Versões da bicicleta para todas as
possibilidades económicas
Não vende
Falha crítica
Opções de personalização (cores,
componentes, etc).
Peso elevado
Peso dos componentes da bicicleta
Desconforto
Falha maior
Utilização de materiais mais leves
Preço elevado
Não vende
Falha crítica
Carregamento dos dispositivos
eletrónicos
Fixar dispositivos eletrónicos
Peso da bicicleta
Esteticamente pouco atrativo
Posicionamento incorreto do regulador
Queda do utilizador
Falha crítica
Regular esforço
Design
Falta de bloqueio da estrutura
Utilização indoor
Preço de aquisição
Bateria descarregada
Não é gerada energia elétrica
Falha maior
Acesso da bicicleta
Falha maior
Correcta seleção e montagem dos
componentes eletrónicos
Dificuldade de acesso
Geometria do quadro não facilita o acesso
Desconforto
Falha maior
Re-design do quadro
Transporte de objetos
Objetos de grandes dimensões
Falha maior
Suporte compatível com sistemas de
fixação
Circulação diurna
Falha do sistema de iluminação
Curvar
Movimento difícil
Dimensionamento incorrecto da direção
Conformidade com as normas europeias
Correto dimensionamento do quadro
(utilização de MEF; ensaios normativos)
Desgate dos componentes
Falha da transmissão
Falha maior
Aconselhar tipo de lubricação e
frequência
Propulsão da bicicleta
Travar bicicleta
Falha dos travões
Queda do utilizador
Falha crítica
Correcta montagem dos componentes
Análise de falhas sobre a perspetivativa do utilizador
Robustez do quadro
Rotura por fadiga
Deformação; fissuração
Falha crítica
Daniel Almeida Rios Dissertação de Mestr
Projeto Me âni o
Este apítulo trata toda a omponente de projeto me âni o asso iada à on eção
da bi i leta. Perante um onjunto de ondições de fronteira, averiguou-se a resposta
estrutural do quadro e do suporte multifunções através da utilização do método dos
elementos nitos.
Re orrendo a ál ulos analíti os, veri ou-se odimensionamento do onjunto de en-
grenagens datransmissão,veios,rolamentose havetas,assim omoasmolasdoguiador.
Posteriormente,elaboraram-seosdesenhosdemontagem,de onjuntoedede niçãopara
osvários onjuntosda bi i leta, omo objetivo deelaborartodado umentação té ni a.
5.1 Dimensionamento da Transmissão