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Publicação
Optimização estrutural aplicada à melhoria da precisão de quinagem
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| 5.38 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A presente Dissertação tem como objectivo a obtenção das dimensões dos aventais de uma
quinadora que permitam minimizar o Erro de precisão de quinagem associado ao processo de
quinagem chapa.
Começa-se por identificar que o Erro está associado à ausência de paralelismo entre os
aventais da quinadora aquando do carregamento destes sobre a chapa. A estrutura dos aventais pode ser aproximada por vigas de secção constante.
Avalia-se a importância da aplicação da Teoria de Vigas de Timoshenko no estudo do
processo de quinagem. A criação de um modelo numérico simples de elementos finitos em
MATLAB e ANSYS, para dois carregamentos típicos do processo de quinagem, permite
compará-la com a Teoria de Vigas de Euler-Bernoulli e perceber a importância da
incrementação das tensões de corte na análise das deformadas de uma viga curta.
A simulação de um modelo do processo de quinagem pela Teoria de Vigas de Timoshenko
através de elementos finitos em ANSYS permite comprovar a hipótese de carregamento
uniforme ao longo do comprimento de quinagem para diferentes configurações da quinadora e
diferentes comprimentos de chapa.
A optimização estrutural dos aventais da quinadora é realizada em MATLAB, através da
ferramenta de optimização por Algoritmo Genético disponível na sua TOOLBOX. As variáveis a optimizar são as dimensões do avental superior e inferior e a posição do pino que serve de apoio ao avental inferior. A função objectivo do processo de optimização é a minimização do Erro de quinagem. Atribuindo a cada variável um código binário, a ferramenta de optimização
descodifica-o num número inteiro que é testado como solução da função objectivo. O Algoritmo Genético testa várias combinações do código binário até encontrar o conjunto de variáveis que melhor serve a função objectivo. O processo é realizado para quatro configurações típicas dos aventais da quinadora.
Descrição
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica
Palavras-chave
Processo de quinagem Quinadora Erro de quinagem Teoria de vigas de Timoshenko Elementos finitos Optimização estrutural