ANÁLISE NUMÉRICA DA OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE UMA VIGA MONOENGASTADA SUBMETIDA A DIFERENTES MALHAS DE ELEMENTOS FINITOS

KAIKE MANOEL BARROS DO NASCIMENTO; LAYS AGUIAR BEZERRA

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Campus

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Título do Trabalho

ANÁLISE NUMÉRICA DA OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE UMA VIGA MONOENGASTADA SUBMETIDA A DIFERENTES MALHAS DE ELEMENTOS FINITOS

Autores

KAIKE MANOEL BARROS DO NASCIMENTO
LAYS AGUIAR BEZERRA

Modalidade

Artigo

Área temática

Engenharia Civil

Data de Publicação

16/05/2016

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/viimostradevry/29172-analise-numerica-da-otimizacao-topologica-de-uma-viga-monoengastada-submetida-a-diferentes-malhas-de-elementos-fin

ISSN

2238-2208

Palavras-Chave

Otimização topológica, Elementos Finitos, Custo

Resumo

Para as engenharias, de uma maneira geral, sempre que for possível garantir a estabilidade e os critérios de segurança dos elementos estruturais reduzindo-se as suas dimensões e consequentemente o volume de material empregado para sua confecção, o custo final para a obtenção da peça será reduzido. Partindo do princípio da eficiência e economia no dimensionamento dos elementos estruturais, a otimização topológica faz uma simulação de como estes elementos devem possuir novo formato variando a distribuição de material necessária e encontrando um arranjo ideal para suportar as tensões solicitantes. Otimizar topologicamente, também conhecido como otimização de fôrma, está relacionado à encontrar a melhor distribuição de material dentro de um domínio de projeto fixo que atenda às solicitações externas de maneira barata, segura e eficaz. Este trabalho irá apresentar uma análise numérica comparativa entre a distribuição de material na seção longitudinal de uma viga não otimizada monoengastada com carregamento pontual em sua extremidade e a distribuição de material de uma viga otimizada submetida às mesmas condições de contorno e esforços, porém com a sua distribuição de material feita em função da variação das malhas de elementos finitos utilizadas na otimização. Para a análise numérica, foi utilizado o programa TOP.M e SOFT.BESO desenvolvidos no ambiente de programação MatLab. Para os resultados otimizados da viga em estudo, verificou-se uma redução viável de material de até 50% quando se variou as malhas de elementos finitos entre 60x20, 80x30 e 100x40 nos eixos ortogonais x e y respectivamente. Verificou-se também que quanto mais refinada a malha, melhores são os resultados otimizados e maior a economia, porém o tempo de processamento da estrutura aumenta. Outro fator também analisado deveu-se ao fato de se conseguirem distribuições mais econômicas para o material todavia em algumas situações estas distribuições não são construtivas pois apresentaram um arranjo muito complexo de ser confeccionado sob o ponto de vista da mão-de-obra. Conclui-se que a otimização topológica por elementos finitos é uma poderosa ferramenta para se conseguir uma redução considerável no custo de fabricação de um elemento estrutural, contudo a análise deve ser feita de maneira cuidadosa uma vez que alguns arranjos da distribuição de materiais podem apresentar-se complexos dificultando e até inviabilizando a sua construção.

Título do Evento: VII Mostra de Pesquisa em Ciência e Tecnologia DeVry Brasil
Cidade do Evento: Fortaleza
Título dos Anais do Evento: Anais da VII Mostra de Pesquisa em Ciência e Tecnologia DeVry Brasil
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

NASCIMENTO, KAIKE MANOEL BARROS DO; BEZERRA, LAYS AGUIAR. ANÁLISE NUMÉRICA DA OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE UMA VIGA MONOENGASTADA SUBMETIDA A DIFERENTES MALHAS DE ELEMENTOS FINITOS.. In: Anais da VII Mostra de Pesquisa em Ciência e Tecnologia DeVry Brasil. Anais... BELÉM, CARUARU, FORTALEZA, JOÃO PESSOA, MANAUS, RECIFE, SALVADOR, SÃO LUÍS, SÃO PAULO, TERESINA: DEVRY BRASIL, 2016. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/viimostradevry/29172-ANALISE-NUMERICA-DA-OTIMIZACAO-TOPOLOGICA-DE-UMA-VIGA-MONOENGASTADA-SUBMETIDA-A-DIFERENTES-MALHAS-DE-ELEMENTOS-FIN. Acesso em: 18/11/2024