Implementação de um algoritmo de suavização de contornos em otimização topológica pelo método dos elementos de contorno

Abstract

A otimização topológica de estruturas é uma ferramenta utilizada pela engenharia durante a fase de projeto e tem como objetivo a busca pela melhor topologia de um componente, sem comprometer a sua capacidade de resistir às condições de contorno impostas e que garanta viabilidade financeira na fabricação. Através da utilização das Curvas de Bézier, implementou-se de um método de suavização de linhas durante o processo de otimização topológica buscando diminuir alguns problemas comuns em processos de otimização, como a irregularidade do contorno, além de eliminação da necessidade de pós-processamento, reduzindo o custo computacional do processo. Alguns casos conhecidos da literatura foram analisados e comparados aos obtidos sem aplicação da técnica. Os resultados alcançados apresentaram bom comportamento qualitativo em relação a literatura, bem como uma melhora significativa em comparação aos resultados sem aplicação da técnica, cumprindo o objetivo do trabalho.

Topological optimization of structures is a tool used by engineering during the design phase and aims to search for the best topology of a component without compromising its ability to withstand the imposed boundary conditions and guarantee the manufacturing financial viability. Through the use of Bézier Curves, a method of smoothing lines was implemented during the topological optimization scheme, aiming to reduce some usual problems in the optimization process, such as the irregularity of the boundaries, and eliminating the need for post-processing, reducing the computational cost of the process. Some literature known cases were analyzed and compared to those obtained without the application of the technique. The achieved results presented good qualitative behavior related to the literature, as well as a significant improvement in comparison to the results without application of the technique, fulfilling the objective of the work.