Otimização topológica de um braço de pulverizador agrícola em material compósito
Resumen
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.
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