A smoothing evolutionary structural optimization procedure applied to plane stress problems
| Autor: | Simonetti, Hélio Luiz, Neves, Francisco de Assis das, Almeida, Valério da Silva |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2010 |
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| Zdroj: | Repositório Institucional da UFOP Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) instacron:UFOP |
| Popis: | O artigo aborda a otimização topológica em problemas de elasticidade plana linear considerando a minimização do volume com restrição de tensão e empregando um índice de performance como monitoramento para o encontro da região de ótimo. Utiliza-se para este fim o método clássico da otimização evolucionária estrutural, ou ESO - Evolutionary Structural Optimization. Este procedimento de otimização baseia-se na retirada sistemática e gradativa dos elementos com menores tensões em comparação com a tensão máxima da estrutura, procedimento também conhecido como um processo hard-kill. Propõe-se neste trabalho uma variante do método ESO, denominado de SESO - Smoothing ESO, cuja filosofia se baseou na observação de que, se o elemento não for realmente necessário à estrutura, naturalmente sua contribuição de rigidez vai diminuindo progressivamente, até que ele não tenha mais influência, isto é, sua remoção é feita de forma suave, atenuando os valores da matriz constitutiva do elemento, como se este estivesse em processo de danificação. Define-se também o índice de performance para o monitoramento deste processo evolucionário suavizado. As aplicações do ESO e do SESO são feitas com o método dos elementos finitos, mas considerando um elemento finito triangular e de alta ordem. Por fim, implementou-se um filtro espacial em termos de controle de tensão, o qual, associado à técnica SESO, se mostrou ser bastante estável e eficiente na eliminação da formação do tabuleiro. Topological optimization problems based on the stress criteria are solved using two techniques in this paper. The first technique is the conventional Evolutionary Structural Optimization (ESO), which is known as the “hard kill”, since the material is discretely removed; that is, the elements under low stress that are being inefficiently utilized have their constitutive matrix suddenly reduced. The second technique, proposed in this paper, is called Smoothing ESO (SESO) – which is based on the philosophy that if an element is not really necessary for the structure, naturally its contribution to the structure’s stiffness will gradually diminishing until it no longer any influence in the structure, that is, their removal is done smoothly. This procedure is known as “soft-kill”; that is, not all the elements removed in the structure using the criterion ESO are discarded. Thus the elements returned to the structure must provide a good conditioning system that will be resolved in the next iteration and because of this, are considered important for the optimization process. To the investigation and validation of the implemented techniques, classic examples of bi-dimensional elasticity were evaluated on a benchmark scale as described in literature. |
| Databáze: | OpenAIRE |
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