MINIMIZAÇÃO DA FLEXIBILIDADE EM ESTRUTURAS 3D UTILIZANDO MOT

Abstract

Neste trabalho, o Método de Otimização Topológica (MOT) é utilizado para definir a ótima distribuição de massa num pré-definido domínio de projeto, de modo a minimizar a flexibilidade e atendendo a um limite de volume material. Com o objetivo de obter um processo metodológico que seja competitivo e capaz de proporcionar leiautes de alta definição é utilizado um elemento finito tetraédrico de quatro nós, que interpola o campo de densidades relativas além das componentes do campo de deslocamentos. O problema de travamento volumétrico é evitado com a utilização de um esquema de integração seletiva. Para a descrição das propriedades do material, utiliza-se uma formulação microestrutural intermediária artificial denominada SIMP. A formulação possui restrições de estabilidade, que são aplicadas às variáveis de projeto para evitar os problemas de tabuleiro. O problema de ótimo é resolvido pela solução de uma seqüência de problemas de programação não linear sujeito a restrições laterais. Os resultados proporcionaram: um leiaute estrutural bem definido, com nítida distribuição do material e definição do contorno com qualidade proporcional ao tamanho médio do elemento da malha em questão, assim como uma considerável redução no total de variáveis de projeto, devido à utilização do elemento finito utilizado. A formulação mostrou-se promissora de modo a ser utilizada e ampliada para a utilização de processos adaptativos.