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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10458| Título: | Análise estrutural e otimização de um pórtico |
| Autor(es): | Freddo, Icaro Pierre Schmitz |
| Orientador(es): | Silva, Cláudio Tavares da |
| Palavras-chave: | Otimização matemática Método dos elementos finitos Projeto de produto Pórticos estruturais Engenharia mecânica Mathematical optimization Finite element method Product design Structural frames Mechanical engineering |
| Data do documento: | 27-Jun-2017 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | FREDDO, Icaro Pierre Schmitz. Análise estrutural e otimização de um pórtico. 2017. 84 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017. |
| Resumo: | A utilização de ferramentas do tipo CAE (Computer Aided Engineering), envolvendo otimizações e análises por elementos finitos, tornou-se nos últimos anos uma prática comum durante as etapas de um projeto. Isto se deve à economia gerada por este procedimento e a elevação da confiabilidade através das simulações. Nesse âmbito, este estudo visa a aplicação de métodos de otimização e análises estruturais com o intuito de resolver um caso real de engenharia, o qual compreende uma verificação estrutural de um pórtico, seguida de aplicações de métodos de otimização para propor uma estrutura com menor massa. Para tanto, são considerados carregamentos estáticos, como o peso próprio da estrutura e carregamentos externos, além do carregamento exercido pelo vento, o qual é calculado de acordo com a NBR 6123. Como resultado das simulações, é obtida uma nova estrutura, com um layout diferente, porém, com um comportamento mecânico ainda dentro do aceitável, mantendo-se a segurança do projeto. Para alcançar estas metas, utiliza-se os métodos de otimização topológica e paramétrica através do software comercial HyperWorks. Outros importantes aspectos considerados são os fatores de produção, visto que, para a fabricação da estrutura, existe uma determinada faixa de valores para as dimensões das matérias-primas, como por exemplo a espessura de chapas de aço. Assim, ao fim do processo de otimização, modela-se em CAD (Computer Aided Design) o layout obtido considerando os valores comerciais e, em seguida, é realizada uma análise estrutural para validação. Por fim, é constatada uma redução de 54,59% na massa total da estrutura, em relação à estrutura original, sendo respeitados os critérios de projeto. |
| Abstract: | The use of CAE (Computer Aided Engineering) tools, which involves optimizations and finite element analysis, became in the past few years a common practice during the steps of a project. It is due to the savings made by this procedure and the increase of the reliability through simulations. In this context, this study aims the application of optimizations methods and the structural analysis in order to solve a real engineering case, which consists of a structural verification of a gantry followed by the application of optimization methods in an attempt to propose a new lighter structure. Therefore, the static loadings are considered, as well as the self-weight of the structure and external loadings, besides the load exercised by the wind action, which is measured according to NBR 6123. As result of the simulations, it is obtained a new structure, with a different layout, however, with a mechanical behavior still acceptable, keeping the project security. In order to achieve these goals, topology and sizing optimization methods are used through the commercial software Hyperworks. Other important aspects considered are the manufacturing factors, whereas for a manufacturing of the structure there is a certain range of values for the dimensions of the raw materials, for example the thickness of steel plates. Thus, at the end of the optimization process the obtained layout it’s modeled in CAD (Computer Aided Design) considering the commercial values, and then, it's realized a structural analysis for validation. In the end, it was observed a reduction of 54.59% in the total mass of the structure, compared to the original structure, respecting the design criteria. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10458 |
| Aparece nas coleções: | CT - Engenharia Mecânica |
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