Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32227| Título: | Otimização topológica aplicada ao projeto de um mecanismo flexível de inversão de deslocamento |
| Título(s) alternativo(s): | Topology optimization applied to the design of a compliant displacement reversal mechanism |
| Autor(es): | Teixeira, Ildernon Vinicius da Paixão |
| Orientador(es): | Silva, Ana Paula Carvalho da |
| Palavras-chave: | Cinemática das máquinas Método dos elementos finitos Engenharia auxiliada por computador Sistemas CAD/CAM Movimentos mecânicos Machinery, Kinematics of Finite element method Computer-aided engenniring CAD/CAM systems Mechanical movements |
| Data do documento: | 24-Jun-2022 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | TEIXEIRA, Ildernon Vinicius da Paixão. Otimização topológica aplicada ao projeto de um mecanismo flexível de inversão de deslocamento. 2022. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022. |
| Resumo: | Mecanismos flexíveis são uma categoria de dispositivos mecânicos que possuem a sua mobilidade devido à deformação elástica do seu próprio corpo. Essas características tornam complexo o projeto e desenvolvimento de um mecanismo flexível, visto que as análises cinemáticas e cinéticas não podem ser resolvidas separadamente. Afim de contornar esse problema, a aplicação de métodos de otimização topológica ao projeto de mecanismos flexíveis tem apresentado bons resultados, por ser uma abordagem mais genérica e sistemática. Impulsionado por algumas vantagens relacionadas a aspectos econômicos e de desempenho desses componentes, quando comparado a um mecanismo tradicional, juntamente com o avanço tecnológico na área computacional, o surgimento de novos materiais e a utilização de softwares de CAE (Computer Aided Engineering), a implementação da otimização topológica no projeto de mecanismos flexíveis torna mais atrativa a utilização desses componentes em soluções industriais. Mesmo com o auxílio de softwares de CAE ainda existem grandes desafios, instabilidades causadas pela dependência da malha, o aumento do gasto computacional a cada restrição e filtros impostos ao domínio, são alguns dos exemplos. Para demonstrar essa abordagem é apresentado neste trabalho a aplicação da otimização topológica ao projeto de um mecanismo flexível de baixa complexibilidade, sendo esse um inversor de descolamento, com o auxílio da ferramenta de CAE Altair HyperWorks. São apresentadas todas as etapas, análises e decisões tomadas para obtenção da topologia final do mecanismo. A utilização de um filtro de vizinhança é aplicada no desenvolvimento do mecanismo com o intuído de demonstrar as suas vantagens e desvantagens, incluindo os impactos nos gastos computacionais e aumentos do número de iterações. |
| Abstract: | Compliant mechanisms are a category of mechanical devices that have their mobility due to the elastic deformation of their own body. These characteristics make the design and development of a compliant mechanism complex, since kinematic and kinetic analyzes cannot be solved separately. In order to get around this problem, the application of topology optimization methods to the design of compliant mechanisms has shown good results, as it is a more generic and systematic approach. Driven by some advantages related to economic and performance aspects of these components, when compared to a traditional mechanism, together with technological advances in the computational area, the emergence of new materials and the use of CAE (Computer Aided Engineering) software, the implementation of topology optimization in the design of compliant mechanisms makes the use of these components in industrial solutions more attractive. Even with the help of CAE software, there are still great challenges, instabilities caused by mesh dependence, the increase in computational expenditure with each restriction and filters imposed on the domain, are some of the examples. To demonstrate this approach, this work presents the application of topology optimization to the design of a compliant mechanism of low complexity, which is a detachment inverter, with the help of the Altair HyperWorks CAE tool. All steps, analyzes and decisions taken to obtain the final topology of the mechanism are evidenced. The use of a neighborhood filter is applied in the development of the mechanism in order to demonstrate its advantages and disadvantages, including impacts on computational costs and increases in the number of iterations. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32227 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| otimizacaotopologicamecanismoflexivel.pdf | 1,85 MB | Adobe PDF |  Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons
