Contribuição no projeto topológico para otimização de peças mecânicas
Resumo
A aplicação de simulações computacionais baseadas em topologia consegue otimização topológica não paramétrica de corpos ou peças, como redução de peso ou deformações. TO é um método numérico que tem despertado o interesse de engenheiros e cientistas nos últimos anos, pois permite a síntese de estruturas ou corpos com valores ótimos de um ou mais de seus parâmetros físicos. Surge também o problema da rigidez máxima com restrição de volume, que consiste basicamente em encontrar a distribuição do material em um domínio onde a rigidez máxima permanece constante para uma determinada carga original, restringindo o volume final do material utilizado na estrutura ou peça. .
Este trabalho apresenta uma implementação da técnica OT aplicada ao projeto de um alojamento para um gerador eólico de eixo vertical tipo Savonius para definir a forma geométrica em um cenário de cargas estáticas que variam sua direção durante as iterações de cálculo; com o objetivo de obter uma geometria CAD ótima, avaliando o comportamento do OT em peças finas.
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Referências
Bendsøe, M. P., & Kikuchi, N. (1988). Generating optimal topologies in structural design using a homogenization method. Computer methods in applied mechanics and engineering, 71(2), 197-224.
Bendsøe, M. P. & Sigmund, O. (2003). Topology Optimization: Theory, Methods and Applications. Berlín: Springer Verlag.
Bendsøe, M. P., & Sigmund, O. (2013). Topology optimization: theory, methods, and applications. Springer Science & Business Media.
Carbonari, R. C. (2003). Projeto de atuado- res piezelétricos flextensionais usando o método de otimização topológica. Master’s thesis, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
Kikuchi, N., Nishiwaki, S., Fonseca, L. S. O. & Silva, E. C. N. (1998). Design optimization method for compliant mechanisms microstructure. Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 151, 401-417.
Lin, J., Luo, Z. & Tong, L. (2010). A new multi-objective programming scheme for topology optimization of compliant mechanisms. Struct Multidisc Optim 40, 241-255.
Logan, D. L. (2007). A First Course in the Finite Element Method. Thompson, Canadá.
Nishiwaki, S., Frecker, M. I., Min, S. & Kikuchi, N. (1998). Topology optimization of compliant mechanisms using the homogenization method. Int. J. Numer. Meth. Engng. 42, 535 -559
Tesis Doctoral “Optimización de forma y topología con malla fija y algoritmos genéticos” Dr. Ing. Mariano Victoria Nicolás - Cartagena, abril de 2006 Universidad Politécnica de Cartagena.
Timoshenko, S. & Goodier, J. (1970). Theory of Elasticity. New York: Mc Graw-Hill.
