Dissertação

Application of Topology Optimization to Satellite Tertiary Structures EVALUATED

O desafio desta tese é a utilização de um programa de otimização topológica para propor um desenho de uma estrutura terciária de um satélite. Otimização Topológica é um método computacional de distribuição do material para sintetização de estruturas, sem qualquer forma premeditada, permitindo a formação de buracos ou cavidades. Esta característica resulta, normalmente, numa poupança de massa ou numa melhoria da performance estrutural, como a rigidez ou a robustez. Os processos de fabricação aditiva proporcionam uma liberdade geométrica para a conceção da estrutura, fazendo uma combinação perfeita com os resultados da otimização topológica, a fim de obter estruturas mais eficientes, em termos de massa e propriedades estruturais. O programa ANSYS Wb v17 - Topology Optimization ACT é verificado com sucesso, fazendo uma avaliação comparativa com a literatura dos códigos de MatLab. A análise de otimização topológica, com o objetivo de compliance mínimo, é efetuada numa estrutura terciária de um satélite. Esta otimização é dividida em duas análises, otimizações 2D e 3D, de forma a poupar tempo de cálculo computacional na otimização 3D. A estrutura otimizada apresenta consideráveis reduções de 91.79% nas tensões e aumento de 504.96% na primeira frequência natural, em comparação com a estrutura terciária inicial, à custa de um pequeno aumento de 10.43% na massa da estrutura. Este aumento na massa é justificado com o aumento de 191.3% na massa com a otimização em 2D, seguido de uma redução de 62.1% na massa com a otimização em 3D.
Otimização Topológica, Estruturas Terciarias, ANSYS, Compliance Mínimo, Fabrico Aditivo.

Novembro 15, 2016, 13:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

João Ricardo

Activespace

ORIENTADOR

Giulio Romeo

POLITECNICO DI TORINO

ORIENTADOR

Miguel António Lopes de Matos Neves

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar