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dc.contributor.advisorTonatto, Maikson Luiz Passaia
dc.contributor.advisorTende, Eduardo
dc.creatorSantos, Emerson Fouchy dos
dc.date.accessioned2023-08-21T18:35:03Z
dc.date.available2023-08-21T18:35:03Z
dc.date.issued2023-07-13
dc.date.submitted2023
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/30003
dc.descriptionTrabalho de Conclusão de Curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria - Campus Cachoeira do Sul, Curso de Engenharia Mecânica, RS, 2023.por
dc.description.abstractThis 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.languageporpor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectAnálise Estruturalpor
dc.subjectEstruturas latticepor
dc.subjectOtimização Topológicapor
dc.subjectMateriais Compósitospor
dc.subjectPulverizadores agrícolapor
dc.subjectComposite Materialseng
dc.subjectStrutural Analysiseng
dc.subjectSprayer boomeng
dc.subjectLattice Structureseng
dc.subjectTopology Optimizationeng
dc.titleOtimização topológica de um braço de pulverizador agrícola em material compósitopor
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãopor
dc.degree.localCachoeira do Sul, RS, Brasil.por
dc.degree.graduationEngenharia Mecânica.por
dc.description.resumoEste 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.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApor
dc.publisher.unidadeUFSM Cachoeira do Sulpor


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