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Publicação
Otimização Topológica Multimaterial com critérios de rigidez massa e custo
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Orientador(es)
Resumo(s)
Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de metodologias de otimização topológica multimaterial de estruturas capazes de resolver problemas com critérios de rigidez, massa e custo, no domínio continuo bidimensional.
Para o caso de estudo da viga de Messerschmitt–Bölkow–Blohm, MBB-Beam, são testadas e comparadas as formulações multimaterial de minimização de compliance (flexibilidade) com constrangimentos de volume, massa e custo. Estuda-se ainda uma formulação multi-objectivo.
Os problemas abordados são Single Material Topology Optimization, SMTO e Multi Material Topology Optimization com dois materiais, MMTO2, três materiais, MMTO3, e quatro materiais, MMTO4, em que se utiliza a lei de interpolação de material SIMP recursivo, para fazer a seleção de materiais.
Os resultados obtidos permitem confirmar o sucesso da metodologia desenvolvida na obtenção de estruturas rígidas, leves e económicas. A discussão de resultados demonstra que alguns materiais são mais vantajosos que outros, dependendo do critério do projeto a que se der mais importância.
This dissertation aims to develop multimaterial topology optimization methodologies capable of solving problems with stiffness, mass and cost criteria, in the two-dimensional continuous domain. For the MBB-Beam case study, compliance minimization multimaterial formulations are tested and compared with volume, mass and cost constraints, and the implementation of the multiobjective formulation is studied. The problems addressed are SMTO (single material), MMTO2 (two materials), MMTO3 (three materials) and MMTO4 (four materials) where the recursive SIMP material interpolation law is used to select the material. The results obtained confirm the effectiveness of the methodology developed in obtaining rigid, light and sustainable structures. The results also demonstrate the need for an informed choice of materials to be used.
This dissertation aims to develop multimaterial topology optimization methodologies capable of solving problems with stiffness, mass and cost criteria, in the two-dimensional continuous domain. For the MBB-Beam case study, compliance minimization multimaterial formulations are tested and compared with volume, mass and cost constraints, and the implementation of the multiobjective formulation is studied. The problems addressed are SMTO (single material), MMTO2 (two materials), MMTO3 (three materials) and MMTO4 (four materials) where the recursive SIMP material interpolation law is used to select the material. The results obtained confirm the effectiveness of the methodology developed in obtaining rigid, light and sustainable structures. The results also demonstrate the need for an informed choice of materials to be used.
Descrição
Palavras-chave
Otimização Topológica Multimaterial Multi-objectivo Volume Massa Custo