Minimização da flexibilidade em estruturas 3D utilizando MOT
| Autor: | João Carlos Arantes Costa Júnior, Custódio Leopoldino de Brito Guerra Neto, Caroline Dantas Vilar Wanderley, Marcelo Krajnc Alves, Karilany Dantas Coutinho |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2013 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) instacron:UFRN |
| Popis: | Neste trabalho, o Método de Otimização Topológica (MOT) é utilizado para definir a ótima distribuição de massa num pré-definido domínio de projeto, de modo a minimizar a flexibilidade e atendendo a um limite de volume material. Com o objetivo de obter um processo metodológico que seja competitivo e capaz de proporcionar leiautes de alta definição é utilizado um elemento finito tetraédrico de quatro nós, que interpola o campo de densidades relativas além das componentes do campo de deslocamentos. O problema de travamento volumétrico é evitado com a utilização de um esquema de integração seletiva. Para a descrição das propriedades do material, utiliza-se uma formulação microestrutural intermediária artificial denominada SIMP. A formulação possui restrições de estabilidade, que são aplicadas às variáveis de projeto para evitar os problemas de tabuleiro. O problema de ótimo é resolvido pela solução de uma seqüência de problemas de programação não linear sujeito a restrições laterais. Os resultados proporcionaram: um leiaute estrutural bem definido, com nítida distribuição do material e definição do contorno com qualidade proporcional ao tamanho médio do elemento da malha em questão, assim como uma considerável redução no total de variáveis de projeto, devido à utilização do elemento finito utilizado. A formulação mostrou-se promissora de modo a ser utilizada e ampliada para a utilização de processos adaptativos The objective of this work is to propose a sharpness and competitive procedure for the determination of the optimum topology of 3D structures. The basic idea behind the concept of Topology Optimization Method (TOM) is the characterization of the layout of the body domain. The finite element refinement procedure is implemented by using a classical tetrahedron finite element with four nodes, with a selective integration scheme to avoid volumetric locking, which interpolates both the displacement and the relative density fields. The checkerboard instability problem is circumvented, by applying the local slope constrained method. In order to obtain the optimum topology we make use of the SIMP microstructure. The formulation of the optimization problem consists in the minimization of the compliance of the structure, subjected to a volume, side and slope constraints. The design variables are defined as the nodal relative densities of the material, defined at each node of the finite element mesh |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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