Uma formulação de elementos de contorno para otimização topológica de estruturas elásticas anisotrópicas

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Lorenzi, Felipe Luiz
• Orientador(a): Marczak, Rogerio Jose
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Otimização topológica; Elementos de contorno; Derivadas; Curvas de Bézier; Topologia
• Palavras-chave em Inglês: Topology optimization; Boundary element method; Topological derivative; Bézier curves
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/200642

Este trabalho apresenta a implementação numérica da solução fundamental anisotrópica no Método dos Elementos de Contorno (MEC) para problemas da elasticidade linear bidimensional e a utilização do MEC em processos de otimização topológica que utilizam como estratégia de remoção de material a avaliação de sensibilidades utilizando a derivada topológica. A implementação segue a formulação tradicional do MEC e a discretização do contorno do problema é realizada por elementos de contorno descontínuos. A derivada topológica é utilizada para avaliar os pontos internos que apresentam menor sensibilidade à criação de um furo. Para diminuir a irregularidade do contorno criado pela geração de furos, uma rotina de suavização por Curvas de Bézier é utilizada no processo de otimização topológica. Alguns casos comuns são analisados para validar a implementação da solução fundamental no código do MEC e para validar a implementação da derivada topológica na otimização topológica de estruturas planas anisotrópicas. Os resultados obtidos provam que a estratégia de remoção de material pela criação de furos e utilização de rotinas de suavização pode gerar topologias ótimas sem a geração de densidades intermediárias ou contornos irregulares obtidos em outros métodos.