Critérios de Seleção

O critério de seleção para a base do cabide levará em conta a seleção de materiais leves, rígidos e de baixo custo. Independente dos cálculos aplicados no projeto da base do cabide, o objetivo com a utilização do programa será avaliar qual dos materiais apresentará a melhor relação entre rigidez e leveza. Essa relação permitirá o cálculo do índice de mérito pelo software.

Inicialmente iremos escolher como limitação do projeto oferecida pelo

software a “Rigidez com Massa Mínima”, na qual é a única opção que contempla o

Figura 65: Seleção da limitação do Projeto. Fonte: (AUTOR, 2015)

A segunda opção é a função que o projeto exercerá, que para este caso será “Viga carregada sobre flexão”, dentro das opções disponíveis pelo software (figura 66).

Figura 66: Seleção da função do projeto. Fonte: (AUTOR, 2015)

A terceira e última opção disponível pelo software será o bloco das restrições. Nessa etapa, o usuário deverá analisar quais parâmetros ele deve restringir,

lembrando que para o caso do cabide suas restrições são rigidez, comprimento e altura, tendo como liberdade a variação da largura da parede do tubo da base (figura 67).

Figura 67: Seleção da restrição do projeto. Fonte: (AUTOR, 2015)

Depois de selecionadas as restrições do projeto, o software provê a tela na qual o usuário entrará com os dados para o cálculo do índice de mérito e verificação do diagrama de Ashby. Nesta mesma tela, o usuário tem à disposição um banco de dados contendo as informações necessárias para preenchimento. Caberá ao usuário a escolha de quatro materiais para que seja realizado o cálculo do índice de mérito. Neste estudo de casos serão: Liga de Alumínio, Aço Inóx, PVC e Polipropileno (figura 68).

Figura 68: Tela dados para Índice de Mérito. Fonte: (AUTOR, 2015)

Depois da inserção dos dados basta o usuário clicar em “Calcula IM” e os resultados serão exibidos ao lado. Agora o usuário terá a opção de exibição do diagrama de Ashby com os pontos correspondentes e as propriedades solicitadas.

Os pontos representados no diagrama correspondem às coordenadas das propriedades dos materiais utilizados para o cálculo do Índice de Mérito (figura 69).

Figura 69: Diagrama de Ashby caso Cabide. (ASHBY, 2012)

A tabela 5 representa a ordenação dos resultados do cálculo do índice de mérito. Por meio da mesma é possível observar que o material que corresponde a melhor seleção possui o maior índice de mérito, entretanto pode não representar a melhor escolha, pois ao utilizar uma massa relativamente grande, seu custo poderá fazer com que a escolha não se torne atrativa. De tal modo, sempre é necessário ter uma segunda opção em que avalie a relação custo do material x massa utilizada para a fabricação.

Material I.M. Ordenado Custo Material R$/Kg

Liga de Alumínio 0,027778 R$ 4,8830

Aço Inóx 0,025414 R$ 18,2875

PVC 0,002180 R$ 3,6821

Polipropileno 0,001359 R$ 3,6065

Tabela 5: Resultado ordenado por índice de mérito. Fonte: (AUTOR, 2015)

5.3.2 Alavanca de Saca-rolhas

Neste estudo de caso são demostrados as reais necessidades e requisitos para a seleção do material que compõe a alavanca de um modelo específico de saca-rolhas, conforme a figura 70.

Figura 70: Projeto da alavanca de saca-rolhas. Fonte: (ASHBY, 2012)

Foi observado que neste tipo de acessório para abrir garrafas existe um esforço empregado como em uma alavanca que pode levar a ruptura da haste quando o material não é resistente o suficiente para a sua aplicação ou possui pouca massa. Por conta dessa deformação, a maioria das hastes que compõe esse tipo de acessório é fabricada em materiais metálicos. Entretanto, existem outros modelos inferiores fabricados em polímeros, mas que também exercem a função do acessório. Cabe aqui a discussão sobre a seguinte questão: Será que um acessório fabricado em polímero, que custa menos que o aço, resistiria ao esforço? Ou será que um fabricado em aço será bem mais caro, porém com mais segurança e resistência.

5.3.2.1. Critérios de Seleção

O critério de seleção para a haste do acessório de saca-rolhas levará em conta a seleção de materiais leves, com a maior rigidez elástica possível e de baixo

custo. Tendo em mente que a função do acessório é abrir garrafas e seu requisito principal é ser resistente utilizando pouca massa, iremos assim como no caso anterior eximir os cálculos aplicados no projeto da haste para avaliar com o programa qual dos materiais apresentará a melhor relação entre rigidez e leveza. Esta relação permitirá o cálculo, pelo software, do índice de mérito que nos remeterá a possibilidade de criar uma tabela para avaliação do resultado final.

Inicialmente, determinou que a limitação do projeto oferecida pelo software seria a “Rigidez com Massa Mínima”, pois é a única opção que contempla o critério de seleção (figura 71).

Figura 71: Seleção da limitação do Projeto. Fonte: (AUTOR, 2015)

A segunda opção é a função que o projeto exercerá, que para este caso será “Viga carregada sobre flexão”, visto que a haste não pode sofrer fratura e está dentro das opções disponíveis pelo software (figura 72).

Figura 72: Seleção da função do projeto. Fonte: (AUTOR, 2015)

A terceira e última opção disponível pelo software será o bloco das restrições. Nesta etapa, o usuário deverá analisar assim como no caso anterior, quais parâmetros são restritos e quais são variáveis, lembrando que para o caso da haste como acessório de saca-rolhas suas restrições são: rigidez, comprimento e largura, tendo como liberdade a variação da altura de seção da haste (figura 73).

Figura 73: Seleção da restrição do projeto. Fonte: (AUTOR, 2015)

Depois de selecionado as restrições do projeto, o software provê a tela na qual o usuário entrará com os dados para o cálculo do índice de mérito e verificação do diagrama de Ashby, que, neste caso, a única diferença é a relação para o cálculo do índice de mérito. Nesta mesma tela, o usuário tem à disposição um banco de dados contendo as informações necessárias para preenchimento. Caberá ao usuário a escolha de quatro materiais para que seja realizado o cálculo do índice de mérito. Neste estudo de casos serão: Aço Inox, CFRP, Liga de Alumínio e Liga de Magnésio (figura 74).

Figura 74: Tela dados para Índice de Mérito. Fonte: (AUTOR, 2015)

Depois da inserção dos dados, basta o usuário clicar em “Calcula IM” e os resultados serão exibidos ao lado. Imediatamente o usuário terá a opção de exibição do diagrama de Ashby com os pontos correspondentes e as propriedades solicitadas.

Os pontos representados no diagrama correspondem às coordenadas das propriedades dos materiais utilizados para o cálculo do Índice de Mérito (figura 75).

Figura 75: Diagrama de Ashby caso haste de saca-rolhas. (ASHBY, 2012)

A tabela 6 representa a ordenação dos resultados do cálculo do índice de mérito para o segundo caso. Por meio da mesma é possível observar que o material que corresponde a melhor seleção possui o maior índice de mérito. Entretanto, pode não representar a melhor escolha, pois se utilizar uma massa relativamente grande, seu custo poderá fazer com que a escolha não se torne atrativa. Assim, é sempre necessário ter uma segunda opção em que avalie a relação custo do material x massa utilizada para a fabricação.

Material I.M. Ordenado Custo Material R$/Kg

CFRP 0,00308655 R$ 195,1500

Liga de Magnésio 0,00192069 R$ 14,6350

Liga de Alumínio 0,00156191 R$ 4,8830

Aço Inóx 0,00074435 R$ 18,2875

Tabela 6: Resultado ordenado por índice de mérito. Fonte: (AUTOR, 2015)