Otimização estrutural evolucionária em estruturas de absorção de energia
| dc.contributor.advisor | Magalhães, Cristina Almeida | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/3127609568989733 | |
| dc.contributor.author | Andrade, Fábio Morais de | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/0867095683761215 | |
| dc.contributor.referee1 | Magalhães, Cristina Almeida | |
| dc.contributor.referee2 | Magalhães Júnior, Pedro Américo Almeida | |
| dc.contributor.referee3 | Mottin, Artur Caron | |
| dc.date.accessioned | 2023-06-14T17:03:55Z | |
| dc.date.available | 2023-06-14T17:03:55Z | |
| dc.date.issued | 2022-03-25 | |
| dc.description.abstract | A utilização de materiais de alto desempenho se tornou importante em diversos campos da engenharia, como na indústria automotiva e aeroespacial, devido aos recursos materiais limitados, impacto ambiental e competição tecnológica. De outro lado, sabe-se que a otimização topológica estrutural é uma ferramenta de desenvolvimento de estruturas com ampla aplicação industrial. Dentre os vários métodos de otimização topológica existentes, a otimização estrutural evolucionária tem se destacado pela sua versatilidade, podendo ser utilizada em diversos tipos de problemas de engenharia. Na tentativa de combinar esses campos, este trabalho consiste no estudo do método de otimização evolucionária BESO (Bidirectional Evolutionary Structural Optimization) soft-kill e hard-kill full design e estimativa inicial de design aplicado a sistemas estáticos lineares e não lineares sob critério de rigidez e tensão e em estruturas de absorção de energia através de um algoritmo em Python suportado pelo software de elementos finitos Abaqus®. Para os sistemas lineares e não lineares, o método BESO foi comparado ao método SIMP e foi verificado os mesmos resultados para estruturas 2D contidas na literatura, assim como as técnicas BESO soft-kill e hard-kill full design e estimativa inicial de design, sendo as estruturas otimizadas não linearmente, mais rígidas que as otimizadas linearmente. Já para as estruturas 3D lineares e não lineares, o método BESO hard-kill de estimativa inicial de design se provou o mais eficiente, tanto em termos computacionais, quanto em conseguir uma solução ótima melhor que os demais métodos. Foi verificado também que o critério de tensão é equivalente ao critério de rigidez. Para as estruturas de absorção de energia, o método foi comparado ao trabalho de Fosberg e Nilsson (2007) em que foi obtido a mesma topologia pela otimização da parte frontal inferior de proteção de caminhão. Observou-se que o material da estrutura não interfere diretamente na topologia final, embora altere-se os valores de força máxima e energia de absorção. Porém, foi observado que o tipo de carregamento, diferentes condições de contorno e proporções de comprimento e altura maiores tem influência direta na topologia final, assim como nos valores de força máxima e energia de absorção, sendo necessário a definição desses parâmetros de projeto para obtenção de uma solução ótima que atenda às necessidades de projeto. | |
| dc.description.abstractother | High performance utilization has become important in many engineering fields, such as the automotive and aerospace industries, due to limited material resources, environmental impact, and technological competition. On the other hand, know that structural topology optimization is a structure development tool with wide industrial application. Among the various topological optimization methods, structural and volumetric optimization can be highlighted by their extensibility, and can be used in different types of engineering. In an attempt to combine these fields, this work consists in the study of the BESO (Bi-directional Evolutionary Structural Optimization) soft-kill and hard-kill full design evolutionary optimization method and initial guess design applied to linear and non-linear static systems under linear criterion of resistance and tension and energy structures through an algorithm written in Python supported by the finite software Abaqus®. For linear and non-linear systems, the BESO method was compared to SIMP and the same results were selected for 2D structures contained in the literature, as well as the BESO soft-kill and hard-kill full design techniques and initial guess design method, the optimized ones being not linearly, stiffer than linearly optimized ones. As linear and nonlinear 3D structures, BESO hard-kill for the most efficient initial guess design method solution, both in computational terms and in getting the best of the methods. It was also verified that the tension criterion is equivalente to the resistance criterion. For energy absorption structures, the method was compared to the work of Fosberg and Nilsson (2007) in which the same topology was made by optimizing the lower front of truck protection. It is observed that the material of the structure does not interfere directly in the final topology, although the values of maximum force and absorption energy are altered. However, it was observed that the values of height and maximum force of adjustment, being necessary to define these design parameters for the maximum height of an optimal solution that meets the needs of the project. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.cefetmg.br/handle/123456789/270 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | CEFET-MG | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | |
| dc.subject | Otimização matemática | |
| dc.subject | Otimização estrutural | |
| dc.subject | Matemática aplicada | |
| dc.subject | Método dos elementos finitos | |
| dc.subject | Dinâmica estrutural | |
| dc.title | Otimização estrutural evolucionária em estruturas de absorção de energia | |
| dc.type | Dissertação | |
| dspace.entity.type |
Arquivos
Pacote Original
1 - 1 de 1
Carregando...
- Nome:
- Otimizacoo Estrutural Evolucionaria em Estruturas de Absorcao de Energia_Dissertacao.pdf
- Tamanho:
- 4.88 MB
- Formato:
- Adobe Portable Document Format