Otimização Topológica com Termo-elasticidade Utilizando Elementos Tri3

AUTOR(ES)

Paulo Sérgio Ramos da Silva

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Este trabalho é uma combinação dos trabalhos de Costa Jr. &Alves (2002) e Cho &Choi (2005), em que propõe uma formulação para otimização de leiautes estruturais bidimensionais, submetidos aos carregamentos térmicos e mecânicos. Ainda sob a formulação, será aplicado um processo de refino do tipo h-adaptativo, de maneira a obter leiautes estruturais de alta definição e com baixo custo computacional. A idéia básica da formulação de ótimo do problema é minimizar a massa da estrutura sujeita a um efetivo estado de tensão de von Mises, com restrições laterais e de estabilidade nas variáveis de projeto. Um critério de medida global é utilizado para atender a condição paramétrica do campo de tensões. Para contornar o problema de singularidade, considera-se uma relaxação na restrição de tensão. Na otimização é utilizada uma abordagem material, onde a equação constitutiva homogeneizada é função apenas da densidade relativa do material. As propriedades efetivas das densidades intermediárias são representadas por um modelo artificial do tipo SIMP. O problema é aproximado com a aplicação do Método dos Elementos Finitos de Galerkin, utilizando elementos finitos triangulares de base Lagrangiana linear. Na solução do problema de otimização, será aplicado o Método do Lagrangiano Aumentado, que consiste na solução de uma seqüência de problemas de mínimo com restrições do tipo caixa, o qual é resolvido por um método de projeção de segunda ordem que usa o método de quasi-Newton sem memória, durante o processo de solução do problema. A abordagem reduz consideravelmente o custo computacional, mostrando ser muito efetiva e robusta. Os resultados proporcionaram leiautes refinados com nítida definição da topologia e da forma da estrutura. Além disso, a formulação de minimização da massa com critério global de tensão, proporcionou leiautes estruturais prontos para a manufatura, com violação do critério de tensão distribuída de maneira homogênea

ASSUNTO(S)

estruturas termoelásticas h-adaptatividade otimização engenharia mecanica

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