fundamentos para o projeto de componentes de máquinas

a afastar a resistência nominal da solicitação nominal, limitando esta última a uma fração da
resistência mecânica nominal, com o emprego do denominado fator de segurança, ou seja,
minimiza a possibilidade da solicitação externa superar a resistência mecânica. Este método,
tradicionalmente conhecido como “Método das Tensões Admissíveis”, limita a solicitação
máxima atuante no componente estrutural, expressa em termos de uma tensão admissível,
como uma porcentagem da resistência mecânica do material empregado na sua fabricação,
devendo o arranjo estrutural e as dimensões dos elementos de máquinas, garantir que, sob a
ação do carregamento externo considerado no projeto, as tensões atuantes nestes elementos
tenham, no máximo, a mesma magnitude da tensão admissível. Dessa forma, o
conservadorismo e a segurança introduzidos no projeto estrutural, com o emprego dos
coeficientes de segurança, são dependentes das incertezas associadas com a resistência
mecânica e com a solicitação externa, bem como da forma com que são definidos os valores
nominais das mesmas.
Usualmente, estes valores nominais são selecionados a partir da análise da dispersão
associada com a resistência mecânica e com a solicitação externa, para uma família de
estruturas, tais como estruturas navais, aeronáuticas e mecânicas, utilizando a experiência na
construção e operação destas estruturas, e a opinião de consultores especialistas.
A seleção do fator de segurança segue procedimentos similares aos acima descritos,
empregados para definição dos valores nominais. O mesmo objetivo dos tradicionais Critérios
de Projeto, baseados no uso do fator ou coeficiente de segurança, o qual é minimizar a
sobreposição entre as funções densidade de probabilidade da resistência mecânica e da
solicitação externa, pode ser obtido de uma forma que se baseia no cálculo da probabilidade da
resistência mecânica ser superada pela solicitação externa, denominada neste texto de
probabilidade de falha, sendo esta dependente das incertezas associadas com as variáveis
acima citadas. Os Critérios de Projeto baseados nos conceitos de confiabilidade tem por
objetivo minimizar a probabilidade de falha, considerando como variáveis aleatórias à
resistência mecânica e a solicitação externa, utilizando as dimensões do componente estrutural
e o material do mesmo como elementos que influenciam a magnitude e a variabilidade das
variáveis aleatórias. A utilização dos conceitos de confiabilidade na análise e/ou síntese de
componentes mecânicos ou estruturais apresenta algumas peculiaridades.
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