Pós-processamento de topologia em otimização estrutural integrada

Abstract

Nos dias que correm, o tempo e a qualidade de resposta que se tem de dar aos problemas que surgem na indústria tendem a ser mais exigentes. Desta forma, o conceito da otimização, apesar do estudo desta temática ser feito já há alguns anos, tem ganhado cada vez mais ^enfase de estudo e evolução. Assim as áreas de aplicação da mesma têm vindo a expandir-se. Uma destas áreas denomina-se por optimização topológica, tema integrante da presente Dissertação, que tem uma área de aplicabilidade específica dentro da otimização estrutural. Usualmente esta lida com distribuição de material ao longo de um domínio admissível, ou seja, esta consiste na procura da distribuição ótima de material que minimize a flexibilidade da estrutura e que seja capaz de responder às condições de fronteira impostas ao domínio do problema. Por outro lado, a temática de engenharia inversa também se encontra cada vez mais presente no ramo industrial, porque permite a reprodução de um modelo físico e transformá-lo num modelo digital. Este tipo de técnicas permitem que o tempo de ciclo de desenvolvimento de um produto seja reduzido porque possibilita que os sistemas produtivos se tornem mais ágeis e flexíveis. Assim a presente Dissertação tem como principal objetivo aliar estas duas temáticas, utilizando as metodologias usadas na engenharia inversa para o pós-processamento dos resultados obtidos da otimização topológica. Neste sentido, foi desenvolvida uma metodologia de tratamento de dados obtidos na otimização topológica para posteriormente se proceder à construção da geometria de um objeto usando os conceitos e procedimentos presentes na engenharia inversa. Foi analisada a aplicação da mesma para casos de estudo: bi- e tri-dimensionais. Por _m foi feito um estudo de sensibilidade para avaliar a influência de alguns parâmetros sobre a geometria final.

Nowadays, the quality and time of reaction that is necessary to solve problems that arise in industry tend to be more demanding. Therefore the concept of optimization, despite the revision of this subject having been made for several years, has gained an increasing emphasis of study and evolution. As a result, the areas of application have been increasing. One of these areas is called topology optimization, subject addressed within this dissertation, which is an area of specific applicability within the structural optimization. Usually this deals with distribution of material over a allowed domain. It consists in finding the optimal material distribution that minimizes the flexibility of structure while it'll capable of providing a response to the boundary conditions imposed on the problem. On the other hand, reverse engineering is also increasingly present in the industrial sector, because it allows the reproduction of a physical model and transforms it into a digital model. Such techniques allow the development time of a product cycle to be reduced because it allows production systems to become more agile and flexible. The present dissertation aims to combine these two areas, using the methodologies used in reverse engineering for the post-processing of results of topology optimization. As a result, a data processing methodolege, in topology optimization was developed to obtain the geometry using the present concepts and procedures in reverse engineering. The application was analyzed for: a two- and three-dimensional case studies. A sensitivity study was also made for the final results in order to measure the influence of some parameters in the geometry.