Otimização topológica para análise dinâmica no tempo e mútiplos carregamentos

Abstract

Com o avanço dos recursos computacionais, o uso da ferramenta de otimização topológica vem se tornando uma constante no dia a dia do projeto de estruturas, peças e equipamentos. Entretanto, manter o nível de segurança nestes projetos otimizados passa a ser uma necessidade, visto que a estrutura final está otimamente projetada. Apenas em situações bem específicas, o projeto pode ser baseado e assegurado para apenas um caso de carregamento, sendo comum a existência de carregamentos dinâmicos e de múltiplas possibilidades de solicitação ao longo da vida útil da peça. Neste trabalho, é desenvolvido um código para otimização topológica com a inclusão de múltiplos casos de carregamento, com o objetivo de manter a segurança da peça otimamente projetada. O código é baseado na metodologia BESO. Exemplos numéricos da literatura são utilizados para validar o algoritmo desenvolvido demonstrando a importância da inclusão do efeito destes carregamentos na topologia final da peça.

With the advancement of computational resources, the use of the topological optimization tool has become a constant in the day-to-day design of structures, parts, and equipment. However, maintaining the level of reliability in these optimized projects becomes a necessity, since the final structure is optimally designed. Only in very specific situations, can the design be based and guaranteed for only one loading case, being common the existence of dynamic loading and several possibilities of application throughout the part’s lifespan. In this work, a topological optimization code is developed with the inclusion of complex loading cases, in order to maintain the safety of the optimally designed part. The code is based on the BESO methodology. Numerical examples from literature are used to validate the developed algorithm demonstrating the importance of including the effect of these loads in the final topology of the part.