Otimização topológica em julia analisando casos clássicos de vigas

Abstract

O presente trabalho tem por objetivo estudar problemas de engenharia estrutural através da otimização topológica. Ao otimizar o tamanho da estrutura, o principal objetivo é reduzir despesas e, simultaneamente, contemplar as exigências de segurança e especificações dos padrões convencionados. Nesse contexto, um método de otimização estrutural é introduzido para acelerar e possibilitar que uma solução possível e satisfatória seja obtida, proporcionando uma estrutura mais econômica. Porém, além dos benefícios econômicos, a utilização dessas tecnologias em projetos estruturais também pode analisar fatores relacionados ao impacto ambiental suscitado durante o procedimento e ao impacto ambiental gerado durante o processo após o projeto e a concepção estrutural. O desprovimento de recursos naturais e a crescente demanda por eles têm levado a comunidade científica a procurar por novas tecnologias para fornecer soluções eficazes na aplicação dos produtos produzidos a partir desses recursos. Entre essas tecnologias, o foco está na otimização, que tem sido acolhida com sucesso em diversos campos. Para isso, através da linguagem de programação Julia, aplica-se os métodos SIMP e BESO para resolução de dois problemas. Com base nisso, o presente trabalho tem por objetivo estudar problemas de engenharia estrutural através da otimização topológica através de dois problemas estruturais básicos. O primeiro trata de otimizar uma viga MBB, utilizando os dois métodos de otimização topológica citados. O segundo trata de uma viga engastada com carga distribuída na parte superior da extremidade livre. O caminho metodológico começa com uma revisão da literatura para compreender as questões relevantes e fundamentais na pesquisa de otimização de topologia (OT). São estudados o desenvolvimento de conceitos de OT, métodos SIMP e BESO. Tudo isso é feito adotando diferentes parâmetros de entrada, a fim de verificar a influência de cada parâmetro sobre o resultado final. Ao fim, os resultados mostram quais parâmetros de entrada são mais influentes e permitem avaliar a eficiência dos métodos utilizados, mostrando suas vantagens e dificuldades, e em todos os casos, a ferramenta provou ser capaz de se aproximar da topologia otimizada esperada.