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Contents

  1. Journal articles
  2. Dissertations / Theses
  3. Book chapters
  4. Conference papers

Academic literature on the topic 'Otimização topológica'

Author: Grafiati
Published: 4 June 2021
Last updated: 27 April 2022

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Journal articles on the topic "Otimização topológica"

1

Dos Reis Moreira, Eloan Marlon, Bruno Matos De Farias, Rafael Pereira Marinho, Nathalia De Almeida Castelo Branco, and Anderson Marcolino Rufino. "OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA DE UMA CHAPA METÁLICA EM BALANÇO SUBMETIDA A UMA CARGA PONTUAL NA EXTREMIDADE." Revista Augustus 25, no. 50 (March 23, 2020): 53–65. http://dx.doi.org/10.15202/1981896.2020v25n50p53.

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Abstract:
O método de otimização topológica se baseia em uma técnica computacional, na qual permite através de um critério de custo, projetar uma ótima topologia para um elemento estrutural. Um algoritmo de otimização é utilizado para encontrar a distribuição ótima de um material, no qual o processo se torna mais rápido e eficaz de forma bastante interativa. Este trabalho tem por finalidade otimizar uma chapa metálica com dimensões de 1,5 m x 0,5 m, em balanço, submetida a uma carga pontual em sua extremidade, que para obtenção de um resultado ótimo, foi apresentado uma abordagem técnica por meio do método de Otimização Topológica, na qual o problema será resolvido através do programa ANSYS, pelo método dos elementos finitos. O elemento finito utilizado na modelagem numérica foi o PLANE 82, e para a discretização da malha foi utilizado um recurso no ANSYS de smartsize, onde o objetivo é a redução de volume do elemento de estrutura, otimizando o custo de material.
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2

Cunha, Jesiel, Luciano Pereira Chaves, Leila Maria Soares dos Santos, and Zigue Marley Furtado Lopes. "Distribuição otimizada do reforço com fibras de carbono em lajes de concreto armado." Ambiente Construído 15, no. 2 (June 2015): 153–67. http://dx.doi.org/10.1590/s1678-86212015000200019.

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Abstract:
Neste trabalho é determinada a região de aplicação do reforço com fibras de carbono em lajes de concreto utilizando-se um procedimento de otimização topológica. Embora o procedimento seja aplicado em lajes, a técnica pode ser usada em qualquer estrutura de concreto armado a ser reforçada. As simulações numéricas foram feitas através do Método dos Elementos Finitos, associadas ao procedimento automático de otimização topológica, para indicação da região ótima de posicionamento do reforço. A influência de alguns aspectos do comportamento estrutural da laje no resultado da otimização é apresentada: fissuração do concreto; condições de apoio e de carregamento; e taxa de reforço. Foram verificados os ganhos em termos de rigidez e de resistência das peças reforçadas. A comparação com técnicas convencionais de reforço mostrou que a otimização topológica pode ser uma ferramenta bastante útil para a definição da região do reforço, podendo levar a uma economia de material.
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3

Alonso, Diego Hayashi. "Projeto, Fabricação e Caracterização de uma Bomba Tesla." Mecatrone 3, no. 1 (December 10, 2018): 18. http://dx.doi.org/10.11606/issn.2526-8260.mecatrone.2018.143554.

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Abstract:
Dispositivos Tesla são compostos de discos rotativos (sem palhetas) que funcionam por efeito da camada limite (i.e., por forças de atrito viscoso atuando no fluido e efeito Coandă). Segundo esse princípio de funcionamento, o fluxo resulta contínuo e não pulsátil. O objetivo deste projeto é projetar, fabricar e caracterizar uma bomba Tesla visando melhorar eficiência e potência. A bomba Tesla tem várias aplicações, porém a eficiência de seu funcionamento é consideravelmente baixa, o que abre espaço para otimização do seu projeto. Este projeto é realizado por meio de otimização do rotor e da voluta da bomba Tesla para operação com um fluido newtoniano em escoamento laminar. O funcionamento da bomba Tesla é simulado usando o Método de Elementos Finitos na plataforma FEniCS e validado com o software ANSYS® CFX. A otimização topológica é implementada na plataforma FEniCS utilizando-se a biblioteca dolfin-adjoint no cálculo de sensibilidades (derivadas) e o algoritmo IPOPT para otimização. São fabricados e caracterizados experimentalmente dois protótipos: um protótipo de bomba Tesla usando CDs (discos de policarbonato usados para armazenamento digital de dados) como os discos do rotor, com o espaçamento otimizado por análise paramétrica; e um protótipo projetado pelo método de otimização topológica (fabricado por meio de manufatura aditiva).
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4

Lanes, Ricardo Morais, and Marcelo Greco. "Aplicação de um método de otimização topológica evolucionária desenvolvido em script python." Ciência & Engenharia 22, no. 1 (April 3, 2017): 01–11. http://dx.doi.org/10.14393/19834071.2013.22636.

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5

Simonetti, Hélio Luiz, Valério Silva Almeida, Luttgardes Oliveira Neto, and Francisco Asssis Neves. "OPTIMAL STRUT-AND-TIE MODELS USING SMOOTH EVOLUTIONARY STRUCTURAL OPTIMIZATION." Revista CIATEC-UPF 8, no. 2 (December 11, 2016): 34. http://dx.doi.org/10.5335/ciatec.v8i2.5016.

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Abstract:
O presente artigo apresenta um procedimento numérico para a obtenção de algumas configurações dos modelos clássicos de bielas e tirantes para certas aplicações estruturais. Para isso, faz-se o uso do método dos elementos finitos com o uso de uma formulação em teoria elasto-linear plana para a geração do elemento finito. Esse procedimento de análise é acoplado com um processo de otimização topológica denominado de SESO - Smoothing Evolutionary Structural Optimization. Esse método SESO baseia-se no procedimento de diminuição progressiva da contribuição de rigidez de elementos ineficientes com menores tensões até que ele não tenha mais influência, como se este estivesse em processo de danificação. São avaliados e comparados alguns exemplos de estruturas onde já se conhece a configuração ótima obtida dos modelos clássicos de bielas e tirantes, onde se demonstra a potencialidade da presente formulação para aplicações em estruturas genéricas.
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6

Simonetti, H. L., V. S. Almeida, and L. Oliveira Neto. "A influência do peso próprio na otimização topológica de estruturas elásticas 2D – via técnica numérica Smooth Evolutionary Structural Optimization (SESO)." Revista Internacional de Métodos Numéricos para Cálculo y Diseño en Ingeniería 30, no. 4 (October 2014): 271–80. http://dx.doi.org/10.1016/j.rimni.2013.10.001.

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7

Silva Neto, Carlos Alberto da, Marcus Th Schilling, Julio Cesar Stacchini Souza, and Marcelos Groetaers dos Santos. "Melhoria da segurança dinâmica baseada em análise estocástica e metaheurística." Sba: Controle & Automação Sociedade Brasileira de Automatica 23, no. 2 (April 2012): 216–30. http://dx.doi.org/10.1590/s0103-17592012000200008.

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Abstract:
Este artigo apresenta uma nova abordagem para a avaliação da segurança dinâmica de sistemas elétricos de potência baseada na melhoria de um índice que representa o nível de risco operativo probabilístico da rede elétrica. Esse índice é obtido a partir de uma avaliação na qual são realizadas diversas simulações eletromecânicas, considerando as incertezas relacionadas a configurações topológicas, patamares de carga e perfis de intercâmbio, bem como tipos, locais e duração de defeitos. As simulações eletromecânicas com modelos detalhados permitem uma representação mais acurada dos elementos da rede elétrica resultando em um diagnóstico mais confiável. O processo de otimização é baseado na metaheurística denominada algoritmo Enxame de Partículas.
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8

Coutinho, Karilany Dantas, João Carlos Arantes Costa Júnior, Marcelo Krajnc Alves, Custódio Leopoldino Brito Guerra Neto, and Caroline Dantas Vilar Wanderley. "OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA 3D SOB RESTRIÇÃO DE TENSÃO." Revista Brasileira de Inovação Tecnológica em Saúde - ISSN:2236-1103, February 6, 2014. http://dx.doi.org/10.18816/r-bits.v3i4.4919.

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Abstract:
O 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 adaptatividade.
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9

Guerra, Marcela Bruna Braga França, and Marcelo Greco. "Modelos de concepção para estruturas de concreto armado com comportamento não linear obtidos pelo método de bielas e tirantes e otimização topológica." Revista Sul-americana de Engenharia Estrutural 14, no. 1 (July 1, 2017). http://dx.doi.org/10.5335/rsaee.v14i1.6510.

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Abstract:
O modelo de bielas e tirantes é adotado no presente artigo para o dimensionamento de alguns elementos em concreto armado e para regiões em que são observadas modificações geométricas e concentrações de tensões, chamadas regiões “D”. Este modelo permite uma melhor representação do comportamento estrutural e mecanismos de resistência nas estruturas de concreto. No entanto, a escolha do modelo topológico depende da experiência do projetista em compatibilizar o fluxo interno de esforços e a geometria do contorno em relação às condições iniciais a que está sujeito o elemento estrutural. Com isso, há certa dificuldade em se aplicar o método, já que a concepção do modelo apresenta incertezas. Neste contexto, o presente artigo tem como objetivo a aplicação do modelo de bielas e tirantes para elementos estruturais não lineares, juntamente com métodos avançados de otimização topológica. O método de otimização topológica adotado considera a redução da rigidez progressiva de elementos finitos com valores baixos de tensões. As análises realizadas poderão proporcionar ao projetista estrutural melhor entendimento de processos de concepções estruturais, garantindo a segurança e a confiabilidade na resolução de problemas complexos envolvendo o concreto estrutural.
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10

Ando Jr., T., and F. A. M. Gomes. "Um Algoritmo de Restauração Inexata para a Otimização Topológica de Treliças." TEMA - Tendências em Matemática Aplicada e Computacional 7, no. 2 (August 29, 2006). http://dx.doi.org/10.5540/tema.2006.07.02.0179.

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Dissertations / Theses on the topic "Otimização topológica"

1

Campeão, Diego Esteves. "Otimização topológica de placas de Kirchhoff." Laboratório de Computação Científica, 2012. https://tede.lncc.br/handle/tede/145.

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Abstract:
Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MScCampeao.pdf: 730731 bytes, checksum: 93bde1355e901654a01dbd2a0138fe35 (MD5) Previous issue date: 2012-01-09
Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico
In this work a methodology for the compliance topology design of Kirchhoff plates with volume constraint using topological derivative is presented. The topological derivative measures the sensitivity of a given shape functional with respect to an infinitesimal singular domain perturbation, such as the insertion of holes, inclusions, source-terms or even cracks. Firstly, the hypothesis associated to the Kirchhoff elastic plates bending model are presented as well as the functional that represents the total potential energy of the plate. Then, the mathematical development to obtain the topological derivative considering as singular perturbation the introduction of a small circular inclusion is presented. The total potential energy is considered as shape functional together with a volume constraint. The use of two methods for volume control is discussed. The first one is done by means of linear penalization and does not provide direct control over the required volume fraction. In this case, the penalty parameter is the coefficient of a linear term used to control the amount of material to be removed. The second approach is based on the Augmented Langrangian method which has both, linear and quadratic terms. The coefficient of the quadratic part controls the Lagrange multiplier update of the linear part. Through this last method it is possible to specify the final amount of material in the optimized structure. Next, a topology design algorithm of Kirchhoff plates is presented, which uses the information provided by the topological derivative together with a level-set domain representation method. Finally, some numerical examples are presented in the context of compliance topology optimization with volume constraint.
Neste trabalho é apresentada uma metodologia para otimização topológica de placas de Kirchhoff minimizando a flexibilidade com restrição em volume utilizando derivada topológica. A derivada topológica mede a sensibilidade de um dado funcional de forma em relação a uma perturbação singular infinitesimal no domínio, tal como a inserção de furos, inclusões, termos fonte ou trincas. Primeiramente, são apresentadas as hipóteses associadas ao modelo de flexão elástica de placas de Kirchhoff bem como o funcional que representa a energia potencial total da placa e, em seguida, o desenvolvimento matemático para a obtenção da derivada topológica considerando como perturbação singular a introdução de uma pequena inclusão circular. A energia potencial total é considerada como funcional de forma juntamente com uma restrição de volume. Discute-se ainda a utilização de dois métodos para realizar o controle da restrição de volume. O primeiro é feito por meio de penalização linear e não fornece controle direto sobre a fração de volume requerida. Nesse caso, o parâmetro de penalidade é o coeficiente de um termo linear que é usado para controlar a quantidade de material a ser removido. A segunda abordagem é baseada no método do Lagrangeano Aumentado que possui um termo linear e um quadrático. O coeficiente da parte quadrática controla a atualização do multiplicador de Lagrange da parte linear. Através desse último método é possível especificar a quantidade final de material na estrutura otimizada. Dessa forma, é apresentado um algoritmo que utiliza a informação fornecida pela derivada topológica conjuntamente com um método de representação de domínio por função level-set na otimização topológica de placas de Kirchhoff. Por fim, alguns exemplos numéricos são apresentados no contexto de otimização topológica com restrição em volume.
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2

Costa, Júnior João Carlos Arantes. "Otimização topológica com refinos h-adaptativos." Florianópolis, SC, 2003. http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/85450.

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Abstract:
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
Made available in DSpace on 2012-10-20T18:52:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 198520.pdf: 45344186 bytes, checksum: 2cff0a1308098e49010531bad0ac9308 (MD5)
O objetivo deste trabalho é propor um processo metodológico para a determinação de leiautes estruturais ótimos, que seja competitivo e capaz de proporcionar leiautes de alta definição. O processo proposto consiste na solução de uma seqüência de problemas de otimização de leiaute intercalado por um passo de refino h-adaptativo. A malha de elementos finitos a ser otimizada, em cada nível do processo, é obtida da malha anterior, pela aplicação de um esquema de refino h-adaptativo. Um estimador de erro é utilizado para minimizar a deterioração da malha e o erro da solução com a aplicação do processo h-adaptativo. O método de otimização de leiaute empregado é baseado na abordagem material proposta por Bendsoe & Kikuchi (1988). Assim a equação constitutiva homogeneizada é função apenas da densidade relativa do material.
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3

Folletto, Evandro Paulo. "Detecção de dano utilizando otimização topológica." reponame:Repositório Institucional da UFSC, 2016. https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/176692.

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Abstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016.
Made available in DSpace on 2017-06-27T04:10:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345857.pdf: 4041730 bytes, checksum: 93e5418f492381529cefdab6e303f83e (MD5) Previous issue date: 2016
Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia que tem por objetivo a detecção de dano em estruturas utilizando otimização topológica(OT). As informações utilizadas para tal são características dinâmicas do sistema, nomeadamente frequências naturais ressonantes e anti-ressonantes.A formulação utilizada consiste na minimização da diferença entre as frequências ressonantes e anti-ressonantes de uma estrutura danificada e de uma estrutura sem dano, modelada via método dos elementos finitos(FEM). O elemento finito utilizado é o elemento quadrilátero com quatro nós. Foi utilizado o método da Programação Linear Sequencial (SLP)para a otimização das variáveis de projeto, sendo estas as densidades dos elementos. Foram testados alguns exemplos e os resultados mostram que a utilização das informações das frequências ressonantes e anti-ressonantes são importantes para a detecção do dano em estruturas, sendo possível, nos casos estudados, identificar a posição e a geometria do dano em questão. Ainda, foi confirmada a importância da utilização do filtro de sensibilidades,assim como a utilização do método da Redução Progressiva (PR) para a detecção de dano.

Abstract : This work consists in developing a methodology that aims at damage detecting to structures by using topology optimization. The information used for such refers to the dynamic characteristics of the system, namely natural resonant frequency and anti-resonant ones. The formulation which is used consists in minimizing the difference between the resonant and the antiresonant frequencies of the damaged structure and of a structure without damaging, shaped via the finite element method (FEM). The finite element used is the four-node quadrilateral element. The method of Sequential Linear Programming was used for the optimization of design variables, which are the densities of the elements. Some examples were tested and the results show the importance of using resonant and anti-resonant frequencies for the detection of damage to structures. In studied cases, it was possible to identify the position and the geometry of the damage inquestion. In addition, the importance of using the sensitivity filter, as wellas the method of Progressive Reduction for the detection of damage was confirmed.
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Moreira, João Baptista Dias. "Otimização topológica multiescala aplicada a problemas dinâmicos." reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS, 2018. http://hdl.handle.net/10183/184868.

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Abstract:
Em áreas que demandam componentes de alto desempenho como a indústria automotiva, aeronáutica e aeroespacial, a otimização do desempenho dinâmico de estruturas é buscada através de diferentes abordagens, como o projeto de materiais específicos à aplicação, ou otimização estrutural topológica. Em particular, o método de otimização estrutural evolucionária bidirecional BESO (Bi-directional Evolutionary Structural Optimization) tem sido utilizado no projeto simultâneo de estruturas hierárquicas, o que significa que o domínio estrutural consiste não somente na estrutura como também na topologia microestrutural dos materiais empregados. O objetivo desse trabalho consiste em aplicar a metodologia BESO na resolução de problemas multiescala bidimensionais visando à maximização da frequência fundamental de estruturas, assim como a minimização de sua resposta quando sujeitas a excitações forçadas numa determinada faixa de frequências. O método da homogeneização é introduzido e aplicado na integração entre as diferentes escalas do problema. Em especial, o modelo de interpolação material é generalizado para o uso de dois materiais no caso de otimização da resposta no domínio da frequência. A metodologia BESO foi aplicada a casos de otimização tomando como domínio estrutural somente a macroescala (projeto estrutural), somente a microescala (projeto material), assim como ambas as escalas concomitantemente (projeto multiescala). Para os casos estudados, a redistribuição de material na macroescala levou a resultados melhores em relação à otimização que modifica a microestrutura. Para a maximização da frequência fundamental, a otimização multiescala obteve os melhores resultados, já para a minimização da resposta em frequência, a otimização somente na macroescala se mostrou mais eficiente.
In areas which demand high performance components, such as automotive, aeronautics and aerospace, the design of application deppendent materials and structural topology optimization are two approaches used in order to optimize structures‟ dynamic behaviour. In particular, the Bi-directional Evolutionary Structural Optimization (BESO) method has been applied to the simultaneous project of hierarchical structures, meaning that the project‟s domain consists not only on the structure on the macroscale, but also on the representative volume element (RVE) associated with the microstructure of the employed materials. The objective of this work is to apply the BESO method in order to solve multiscale bidimensional problems, more specifically, topology optimization problems for fundamental frequency maximization and minimization of the response in the frequency domain under harmonic excitation. The homogenization method is introduced and used to integrate the macro and microscales considered. Furthermore, the material interpolation model in generalized for two material domains in the response minimization problem. The BESO method was applied to optimizations problems where the structural domain was eiher the macrostructure (structural project), microstructure (material project), or both scales simultaneously (multiscale project). In general, material distribution at the macroscale lead to better results in comparison to optimization at the microscale. For fundamental frequency maximization, the multiscale approach obtained better results, while for minimization of the frequency response the results were optimal when the structural domain was restricted to the macrostructure.
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Silva, Gustavo Assis da. "Otimização topológica de estruturas contínuas considerando incertezas." Universidade do Estado de Santa Catarina, 2016. http://tede.udesc.br/handle/handle/2071.

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Abstract:
Made available in DSpace on 2016-12-12T20:25:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gustavo Assis da Silva.pdf: 2694304 bytes, checksum: 361de063d220eeeebb77985807d4fc22 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
This work addresses the use of the topology optimization of continuum structures under uncertainties in material properties associated to stiffness. The perturbation approach is used to perform the uncertainties quantification and the midpoint method is used for the random field discretization, where a decorrelation technique is used to reduce the computational effort. The finite element method is used for the domain discretization and the SIMP approach is used as material parameterization. Two problems are analyzed: the compliance minimization with volume constraint and the volume minimization with local stress constraints. The first problem is solved by using a optimality criteria method and the second problem by using the augmented Lagrangian method with a gradient based minimization method proposed in this work. The qp approach is used to avoid the singularity phenomenon in the problem with local stress constraints. Although this approach can be used considering uncertainty in any material property associated to stiffness ,the examples in this work show uncertainty only in Young s modulus. Different correlation lengths are considered to verify its influence in the optimum topologies. It is shown that the optimum topology, in both problems analyzed, becomes more distinct from the deterministic topology when the correlation length is reduced.
Este trabalho aborda o uso da otimização topológica de estruturas contínuas sob incertezas nas propriedades do material associadas à rigidez. O método de perturbação é utilizado para a quantificação de incertezas e o método do ponto médio é utilizado para a discretização do campo aleatório, onde uma abordagem de desacoplamento é utilizada para reduzir o custo computacional. O método dos elementos finitos é utilizado para a discretização do domínio e o modelo SIMP é utilizado na parametrização material. Dois problemas são analisados: o problema de minimização de flexibilidade com restrição de volume e o problema de minimização de volume com restrição local de tensão. O primeiro problema é solucionado utilizando-se um método de critério de ótimo e o segundo problema utilizando-se o método do Lagrangiano aumentado juntamente com um método de minimização baseado em gradiente proposto neste trabalho. Considerando-se o problema com restrição local de tensão, utilizou-se a relaxação qp para evitar o fenômeno de singularidade. Embora esta abordagem possa ser utilizada considerando-se incerteza em qualquer propriedade do material associada à rigidez, os exemplos ilustrados no trabalho apresentam incerteza apenas no módulo de elasticidade. Diferentes tamanhos de correlação são considerados de forma a verificar a sua influência na topologia ótima. Verifica-se que a topologia obtida, em ambos os problemas apresentados, torna-se mais distinta da topologia determinística com a redução do tamanho de correlação.
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Vicente, William Martins 1980. "Otimização topológica evolucionária aplicada a sistemas elasto-acústicos." [s.n.], 2013. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/265076.

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Abstract:
Orientador: Renato Pavanello
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica.
Made available in DSpace on 2018-08-22T20:48:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vicente_WilliamMartins_D.pdf: 79180806 bytes, checksum: 1553daff444811ee8e5402de56ca53bd (MD5) Previous issue date: 2013
Resumo: A aplicação de otimização estrutural a sistemas multifísicos fluido-estrutura vem recebendo grande interesse da comunidade científica nos últimos anos. Entretanto, a abordagem evolucionária dos métodos de otimização ainda não foi explorada para essa classe de problemas. O presente trabalho dedica-se à proposição, implementação e validação de um método de otimização topológica evolucionária para sistemas elasto-acústicos. Neste trabalho, a análise por elementos finitos dos sistemas propostos é feita utilizando a formulação mista us - pf, na qual o domínio estrutural é governado pela equação linear da elasticidade e descrito em termos do deslocamento, us, e o domínio fluido é caracterizado pela equação de Helmholtz através da variável primária de pressão, pf. O método BEFSO (BEFSO - Bi-directional Evolutionary Fluid-structural Optimization) aqui proposto segue a sistemática dos métodos evolucionários nos quais a retirada/adição de material no sistema ocorre de forma discreta, ou seja, a densidade do material, que é a variável de projeto, assume os valores 1 ou 0 para elementos sólidos ou vazios, respectivamente. Como parte da metodologia proposta é desenvolvido um procedimento para a retirada/adição de material sólido no sistema de forma a manter a interface entre os domínios definida durante todo o processo otimização. São apresentados exemplos de otimização para sistemas elasto-acústicos 2D e 3D os quais permitem comprovar a eficiência dos procedimentos de otimização desenvolvidos e implementados nesse trabalho, assim como a viabilidade para solução de problemas de engenharia
Abstract: The application of structural optimization to fluid-structure multiphysics systems has gotten huge attention of the researches in the last years. However, the evolutionary approach of the optimization methods has not been investigated in this class of problems. The present work aims to propose, implement, and validate an evolutionary topology optimization for elasto-acoustic systems. In this work, a finite element analysis of the proposed systems is carried out using the us - pf mixed formulation. The structural domain is governed by the linear equation of elasticity and described in terms of the displacements, us, and the fluid domain is featured by the Helmholtz equation via the primary variable of pressure, pf . The BEFSO (Bi-directional Evolutionary Fluid-structural Optimization) method, here proposed, follows the procedure of the evolutionary methods in which the material removal/addition in the system occurs in the discrete way. It means that the material density, the variable project, can be 1 or 0 for solid or void elements, respectively. As part of the proposed methodology, it is developed a procedure to remove/add solid materials in the system in order to keep the interface between the domains well defined during the optimization process. Examples of optimization for 2D and 3D elasto-acoustic systems are presented, through which can be verified the efficiency of the optimization procedure developed and implemented in this work, as well the feasibility for engineering problems solution
Doutorado
Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico
Doutor em Engenharia Mecânica
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7

Franco, Maisa Damazio. "Otimização topológica aplicada ao projeto de microestruturas osteocompatíveis." Universidade do Estado de Santa Catarina, 2014. http://tede.udesc.br/handle/handle/2064.

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Abstract:
Made available in DSpace on 2016-12-12T20:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maisa Damazio Franco.pdf: 2101632 bytes, checksum: 7f995c92c59dbfc8861058e76fa73036 (MD5) Previous issue date: 2014-12-17
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Due to problems such as osteoarthritis and fractures, it is observed an increasingly amount of prosthesis implant surgery, as for example, hip prosthesis. These implants must be made with biocompatible materials such as titanium, and must have mechanical properties close to the bone, which has characteristics of porous materials. The objective of this work is the design of optimum titanium microstructures, in order to minimize the difference between the tensor of elastic properties of the bone and of the prosthesis material. For this purpose, two well established tools are used: the topology optimization and the continuous homogenization method, by means of asymptotic expansion. The efficacy of the formulation is verified by designing different microstructures.
Devido aos problemas como osteoartrite e fraturas, cada vez mais tem se recorrido às cirurgias de implante de prótese, como por exemplo, os implantes de quadril. Estas próteses devem ser produzidas com materiais biocompatíveis, como por exemplo, o titânio, e devem possuir propriedades mecânicas próximas à do meio ósseo, que apresenta características de materiais porosos. O objetivo deste trabalho é o projeto otimizado de microestruturas de titânio, de modo a minimizar a diferença entre o tensor de propriedades elásticas do osso e do material da prótese. Para isso, são utilizadas duas ferramentas bem estabelecidas na literatura: a otimização topológica de meios contínuos e o método de homogeneização por expansão assintótica. A eficácia da formulação é verificada por meio do projeto de diferentes microestruturas.
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Bahia, Miguel Tobias. "Otimização topológica aplicada ao projeto de mecanismos flexíveis." Florianópolis, SC, 2005. http://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/102156.

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Abstract:
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
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Lippi, Tiago Naviskas. "Restrições de manufatura aplicadas ao método de otimização topológica." Universidade de São Paulo, 2008. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-02062008-173757/.

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Abstract:
O projeto de um componente mecânico é uma atividade muito complexa, onde muitas vezes se tem restrições de projeto como peso do componente e rigidez máxima, e também restrições de manufatura, associada aos processos de fabricação disponíveis para serem utilizados. É fato conhecido que a Otimização Topológica (OT), apesar de ser um método extremamente eficiente para a obtenção de soluções ótimas, gera soluções com geometrias complexas que são ou muito caras de se fabricar ou infactíveis. A técnica de projeção foi escolhida como adequada para implementar as restrições propostas neste trabalho. Esta técnica resolve o problema posto num domínio de variáveis de projeto e projeta essa solução num domínio de pseudo-densidades, que são a resposta do problema. A relação entre os dois domínios e determinada pela função de projeção e pelo mapeamento das variáveis definidos de forma diferente para cada restrição. Neste trabalho foram implementadas restrições de manufatura para OT de modo a restringir a gama possível de soluções no problema de otimização. Como exemplo foi considerado o problema de maximização de rigidez, com restrição de volume. Todas as implementações foram realizadas em linguagem de programação C, e o algoritmo de otimização utilizado é o critério de optimalidade. Foram implementadas as seguintes restrições de manufatura com a técnica de projeção: membro mínimo, buraco mínimo, simetria, extrusão, é revolução, repetição de padrões, fundição, forjamento, e laminação. Estas restrições mostram a grande capacidade da técnica de projeção para controlar a solução do problema de otimização sem implicar num grande aumento do custo computacional. Os resultados encontrados mostram a potencialidade de utilizar restrições de manufatura na OT, porém estão longe de esgotarem o assunto, nesse tema recente que vem sendo explorado no Método de Otimização Topológica (MOT).
The design of a mechanical component is a very complex task, which includes constraints such as maximum weight and maximum stiffness, and also manufacturing constraints, associated with the manufacturing processes required at the shop floor. It is known that Topology Optimization (TO), despite of being a very effective and powerful method to obtain optimal solutions, generates solutions with complex geometries that are too much expensive to be manufactured or just can not be made. The projection scheme has been chosen as the most appropriate technique for implementing the proposed constraints. This scheme solves the proposed problem in a domain of design variables and then projects these results into a pseudo-density domain to find the solution. The relation between both domains is defined by the projection function and variable mapping defined in a different way for each constraint. In this work, manufacturing constraints for TO are implemented in a way that the possible solutions of the optimization problem are restricted. As an example, the traditional stiffness maximization problem is considered. All implementations have been done using C programming language, and the optimization algorithm applied is the optimality criteria. The following manufacturing constraints have been implemented using the projection scheme: minimal member size, minimal hole size, symmetry, extrusion, revolution, pattern repetition, casting, forging and lamination. These constraints show the large capacity of the projection scheme to control the solution for the optimization without adding a large computational cost. The results that have been found show the great power of using manufacturing constraints in the TO, however, they are far from exhausting this topic that has been recently explored in the Topology Optimization Method (TOM).
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Lang, Ricardo Pamplona. "Otimização topológica e topométrica de placas de material compósito." Instituto Tecnológico de Aeronáutica, 2011. http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=2930.

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Abstract:
A otimização topológica é uma metodologia que permite obter a melhor distribuição de material em uma estrutura, maximizando e/ou minimizando parâmetros de interesse. Pode ser aplicada em placas metálicas, onde geralmente resulta em uma estrutura treliçada. Esta metodologia tem limitações para o uso em materiais compósitos laminados. A otimização topométrica é uma metodologia recentemente desenvolvida para uso comercial no software GENESIS. É uma variação da otimização dimensional em que cada elemento da estrutura pode conter sua própria variável de projeto. Com o uso de fatores de penalização, é possível obter resultados semelhantes à otimização topológica. A otimização topométrica pode ser usada em compósitos laminados. O propósito principal deste trabalho é comparar duas metodologias de otimização que definem o layout de uma placa. Usando como ferramenta o software GENESIS, aplica-se a otimização topológica para um material metálico e a otimização topométrica com fatores de penalização para um material compósito. Estas metodologias são posteriormente empregadas a uma nervura de asa. Após a definição de um novo layout para a nervura, procura-se dimensionar esta estrutura em material compósito utilizando a otimização topométrica sem penalização, respeitando o carregamento e condições de flambagem da nervura original. Aspectos de continuidade para fabricação são descritos em seguida. Apenas um caso crítico de carregamento é usado para exemplificação.
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More sources

Book chapters on the topic "Otimização topológica"

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Tavares, Jamile Maria Araujo, and Rejane Martins Fernandes Canha. "MÉTODO DE OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA PARA O PROJETO DE MODELOS DE BIELAS E TIRANTES." In As Engenharias frente a Sociedade, a Economia e o Meio Ambiente 3, 127–41. Atena Editora, 2019. http://dx.doi.org/10.22533/at.ed.32019250611.

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Batista, Ramon Sales de Araújo, and Álvaro Barbosa da Rocha. "Utilizando a otimização topológica para redução de massa em um “Bell Crank” aplicado à veículos FSAE." In III Simpósio de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Campina Grande: coletânea de artigos. Editora Poisson, 2020. http://dx.doi.org/10.36229/978-85-7042-207-1.cap.08.

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3

Amani, Henry Joel Segho, and Walther Azzolini Junior. "PROCEDIMENTO DE TRANSIÇÃO DA GRID TOPOLÓGICA PARA A GRID GEOMÉTRICA NO PROCESSO DE OTIMIZAÇÃO DAS FACILIDADES NO LAYOUT DE UM ESTALEIRO." In Engenharia de Produção: Além dos Produtos e Sistemas Produtivos 3, 82–92. Atena Editora, 2021. http://dx.doi.org/10.22533/at.ed.0392123047.

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4

Pereira, Jorge, Jorge Alves, and Manuel Matos. "Otimização da operação de redes de distribuição: consideração simultânea de variáveis topológicas, tomadas de transformadores e baterias de condensadores utilizando EPSO e heurísticas." In Investigação operacional em ação: casos de aplicação, 589–608. Imprensa da Universidade de Coimbra, 2014. http://dx.doi.org/10.14195/978-989-26-0738-2_16.

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Conference papers on the topic "Otimização topológica"

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Barros, Guilherme Coelho Gomes, Ivan Fábio Mota de Menezes, and Luiz Fernando Martha. "Otimização Topológica considerando Análise Limite." In XXXVIII Iberian-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Florianopolis, Brazil: ABMEC Brazilian Association of Computational Methods in Engineering, 2017. http://dx.doi.org/10.20906/cps/cilamce2017-1322.

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2

Folletto, Evandro Paulo, and Otávio Augusto Alves da Silveira. "Detecção de dano utilizando Otimização Topológica." In XXXVIII Iberian-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Florianopolis, Brazil: ABMEC Brazilian Association of Computational Methods in Engineering, 2017. http://dx.doi.org/10.20906/cps/cilamce2017-0378.

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Link, Fernanda Bichet, Walter Jesus Paucar Casas, Emanuel Moutinho Cesconeto, Ederval de Souza Lisboa, and João Baptista Dias Moreira. "Otimização Topológica Estrutural com Malha Não Estruturada." In XXXVIII Iberian-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Florianopolis, Brazil: ABMEC Brazilian Association of Computational Methods in Engineering, 2017. http://dx.doi.org/10.20906/cps/cilamce2017-1051.

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Rocha, Karina Mota, Rodrigo Bird Burgos, André Tenchini da Silva, and Anderson Pereira. "Otimização Topológica de Vigas com Aberturas na Alma." In XXXVIII Iberian-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Florianopolis, Brazil: ABMEC Brazilian Association of Computational Methods in Engineering, 2017. http://dx.doi.org/10.20906/cps/cilamce2017-1233.

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Tavares, Cassiano da Silva, and Jose Benaque Rubert. "OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA APLICADA NO CONTEXTO DE PRÓTESES HUMANAS." In V WORKSHOP DE PESQUISA EM MANUFATURA. Editora Omnis Scientia, 2021. http://dx.doi.org/10.47094/978-65-88958-78-0.c.

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JESUS, LUIZ HENRIQUE REIS DE, CELIO CORRêA LEMES FILHO, ALLAN GREGORI DE CASTRO, LEONARDO DA CUNHA BRITO, and GEYVERSON TEIXEIRA DE PAULA. "Otimização do Torque Eletromagético de uma SM-PMSM com Base na Otimização Topológica." In Seminar on Power Electronics and Control (SEPOC 2021). sepoc, 2021. http://dx.doi.org/10.53316/sepoc2021.077.

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Este artigo propõe um método de otimização topológica para o projeto ótimo de uma máquina síncrona com ímãs permanentes na superfície do rotor (SM-PMSM). Para tanto foi desenvolvido um algoritmo, que, associando o método dos Tensores (Back-EMF MST) à métodos de otimização evolucionária (Algoritmo Genético Compacto e Estratégias de Evolução), permitiu ao processo de otimização um número menor de avaliações, haja visto a grande dimensão de análises de elementos finitos de uma SM-PMSM. Para determinar os parâmetros de otimização, foram consideradas os efeitos de saturação e as densidades de fluxo magnético no entreferro quando submetido a carga nominal. Verificou-se que o método proposto proporciona ao projeto da SM-PMSM uma redução na ondulação do torque eletromagnético em torno de 37% bem como uma redução no volume estrutural de 38,23%. Além disso, a saturação presente na força contra eletromotriz (Back-EMF) é reduzida, tendo o comportamento em carga similar ao comportamento à vazio.
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Franco, Maisa D., and Eduardo Lenz Cardoso. "Determinação de microestruturas periódicas utilizando otimização topológica e homogeneização." In XXXV CNMAC - Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional. SBMAC, 2015. http://dx.doi.org/10.5540/03.2015.003.01.0416.

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Fin, Juliano, Lavinia Maria Sanabio Alves Borges, and Eduardo Alberto Fancello. "Otimização topológica para máxima carga estrutural com restrição volumétrica." In XXXVIII Iberian-Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Florianopolis, Brazil: ABMEC Brazilian Association of Computational Methods in Engineering, 2017. http://dx.doi.org/10.20906/cps/cilamce2017-1002.

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Dalla Chiesa, Daniela, Valdecir Bottega, and Rejane Pergher. "Otimização topológica aplicada a manipuladores robóticos com braços flexíveis." In XXXVI Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Rio de Janeiro, Brazil: ABMEC Brazilian Association of Computational Methods in Engineering, 2015. http://dx.doi.org/10.20906/cps/cilamce2015-0274.

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Amorim, José Adeilson, and Adeildo Soares Ramos Junior. "PROJETO CONCEITUAL DE TRELIÇAS UTILIZANDO OTIMIZAÇÃO TOPOLÓGICA E IMPRESSÃO 3D." In XXXVI Iberian Latin American Congress on Computational Methods in Engineering. Rio de Janeiro, Brazil: ABMEC Brazilian Association of Computational Methods in Engineering, 2015. http://dx.doi.org/10.20906/cps/cilamce2015-0778.

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