Otimização topológica 3D sob restrição de tensão

dc.contributor.authorCoutinho, Karilany Dantas
dc.contributor.authorCosta Júnior, João Carlos Arantes
dc.contributor.authorAlves, Marcelo Krajnc
dc.contributor.authorGuerra Neto, Custódio Leopoldino Brito
dc.contributor.authorWanderley, Caroline Dantas Vilar
dc.date.accessioned2020-07-13T16:47:15Z
dc.date.available2020-07-13T16:47:15Z
dc.date.issued2013
dc.description.abstractThe Topology Optimization Problem consists in the total mass minimization of a structure. In order to solve three-dimensional stress problem, the Galerkin Finite Element Method was applied. It considers a four nodes tetrahedron finite element which interpolates not only the displacement fields, but also the relative density field. This work proposes to combine a stabilized element to avoid checkerboard problems, with a selective integration scheme to avoid volumetric locking. The optimal objective function is to minimize the mass, subjected to: a stress criterion (failed function); side and stability constraints to avoid checkerboard instability problems. Moreover, the design variables are given by the nodal relative densities of the finite element mesh using the SIMP material. With the proposed considerations it was obtained a layout that characterizes the structural topology of problems 3D, assisting the solution of problem in a competitive way. The formulation was shown promising for the implementation of adaptivity resourcespt_BR
dc.description.resumoO problema de otimização topológica é utilizado para caracterizar e determinar a distribuição ótima de material no espaço de projeto. Em outras palavras, após serem definidas as condições de contorno num domínio de projeto pré-estabelecido, o problema é como distribuir o material de modo a solucionar o problema de minimização. Sendo assim, o problema de otimização de leiaute pode ser considerado como um problema pontual material/vazio. Este trabalho tem como objetivo propor um processo metodológico para a determinação de leiautes estruturais ótimos, que seja competitivo para utilização em problemas 3D, minimizando a massa e satisfazendo um critério de tensão. O método de otimização de leiaute empregado é baseado na abordagem material, que considera uma equação constitutiva homogeneizada dependente apenas da densidade relativa do material. Para a descrição das propriedades do material, utiliza-se uma formulação de microestruturas porosas, caracterizado pelo modelo material do tipo SIMP. Na aproximação por elementos finitos utiliza-se um elemento tetraedro de quatro nós, que interpola linearmente o campo de densidades relativas além das componentes do campo de deslocamentos. Com as considerações propostas foi obtido um leiaute que caracteriza a topologia estrutural de problemas 3D, atendendo a solução de problema de modo competitivo. A formulação se mostrou promissora para a implementação de recursos de adaptatividadept_BR
dc.identifier.citationCOUTINHO, K. D.; COSTA JUNIOR, J.C.A ; ALVES, M. K.; GUERRA NETO, C. L. B.; WANDERLEY, C. D. V.. Otimização topológica 3D sob restrição de tensão. Revista Brasileira de Inovação Tecnológica em Saúde, v. 3, p. 15-25, 2013. Disponível em: https://periodicos.ufrn.br/reb/article/view/4919. Acesso em: 12 jul. 2020. https://doi.org/10.18816/r-bits.v3i4.4919pt_BR
dc.identifier.doi10.18816/r-bits.v3i4.4919
dc.identifier.issn2236-1103
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/29576
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherRevista Brasileira de Inovação Tecnológica em Saúdept_BR
dc.subjectTopologiapt_BR
dc.subjectLeiautept_BR
dc.subjectOtimizaçãopt_BR
dc.subjectTensãopt_BR
dc.subjectMEFpt_BR
dc.titleOtimização topológica 3D sob restrição de tensãopt_BR
dc.title.alternative3D topology optimization with stress constraintpt_BR
dc.typearticlept_BR

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