dc.contributor.advisor | Tonatto, Maikson Luiz Passaia | |
dc.contributor.advisor | Tende, Eduardo | |
dc.creator | Santos, Emerson Fouchy dos | |
dc.date.accessioned | 2023-08-21T18:35:03Z | |
dc.date.available | 2023-08-21T18:35:03Z | |
dc.date.issued | 2023-07-13 | |
dc.date.submitted | 2023 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/30003 | |
dc.description | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Mecânica, RS, 2023. | por |
dc.description.abstract | This work aims to perform a topological optimization of an agricultural sprayer arm made
of steel, aiming to maximize rigidity while restricting volume. Additionally, it applies a postoptimization analysis with the properties of an orthotropic material to assess the structural
viability of sprayers made from composite materials. The analyzed domain consists of a hollow tube with an 8 mm wall, treated as a cantilever beam. The process starts with obtaining
the loadings and conducting a static analysis of the structure, referred to as pre-optimization
analysis, to identify critical stress concentrations and areas with significant displacements,
ensuring a geometry closer to real-world conditions. Next, three distinct topological optimizations are performed on the structure, varying the volume constraints in each case,
while the objective function remains the maximization of rigidity. Once the optimizations are
completed, the chosen model is generated using CAD software, taking into consideration
manufacturing feasibility. Afterward, a post-optimization structural analysis is carried out,
considering the anisotropy of the composite material. This step ensures the orientation of
the fibers and the thickness distribution of the composite. In the pre-optimization analysis,
the rigidity was determined to be 635.45 N/mm. The optimized models achieved rigidity
values of 260.55 N/mm, 261.72 N/mm, and 214.34 N/mm, respectively. The model that
considered fiber orientations obtained a rigidity of 318.62 N/mm, with a 70% reduction in
mass compared to the original design. | eng |
dc.language | por | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Análise Estrutural | por |
dc.subject | Estruturas lattice | por |
dc.subject | Otimização Topológica | por |
dc.subject | Materiais Compósitos | por |
dc.subject | Pulverizadores agrícola | por |
dc.subject | Composite Materials | eng |
dc.subject | Strutural Analysis | eng |
dc.subject | Sprayer boom | eng |
dc.subject | Lattice Structures | eng |
dc.subject | Topology Optimization | eng |
dc.title | Otimização topológica de um braço de pulverizador agrícola em material compósito | por |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
dc.degree.local | Cachoeira do Sul, RS, Brasil. | por |
dc.degree.graduation | Engenharia Mecânica. | por |
dc.description.resumo | Este trabalho objetiva realizar uma otimização topológica de um braço de pulverizador agrícola de aço, tendo em vista a maximização da rigidez e restringindo o volume, e aplicar uma
análise pós-otimização com as propriedades de um material ortotrópico a fim de analisar
a viabilidade estrutural dos pulverizadores fabricados em material compósito. O domínio a
ser analisado consiste em um tubo vazado, com 8 mm de parede, considerado uma viga
em balanço. Após a obtenção dos carregamentos, é realizada uma análise estática da
estrutura, denominada analise pré-otimização, de modo a verificar os principais concentradores de tensão e pontos de maiores deslocamentos, afim de garantir uma geometria
mais próxima da situação real. Em seguida, são realizadas as otimizações topológicas
na estrutura em três casos distintos, variando a restrição de volume em cada um, sendo
todos com a função objetivo a maximização da rigidez. Após as otimizações, o modelo
escolhido é gerado via software CAD, atentando-se as facilidades de fabricação. Após, é
realizada uma análise estrutural pós-otimização, onde é considerada a anisotropia do material compósito, a fim de garantir a orientação das fibras e distribuição de espessura do
compósito. Nas análises pré-otimização, foi obtida a rigidez de 635,45 N/mm. Os modelos
otimizados obtiveram valores de rigidezes de 260,55 N/mm, 261,72 N/mm e 214,34 N/mm.
O modelo considerando as orientações das fibras obteve uma rigidez de 318,62 N/mm,
sendo a massa 70% inferior ao original. | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | UFSM Cachoeira do Sul | por |