Otimização Topológica de Estruturas Sujeitas à Restrição de Frequência Natural Utilizando Programas Comerciais de CAE

Abstract

O presente trabalho trata da otimização topológica de uma estrutura contínua no estado plano de tensões sujeita a uma restrição de frequência natural. A frequência natural é obtida por análise via elementos finitos utilizando um software CAE comercial. O processo de otimização utiliza o método de programação linear sequencial e é realizado em um software comercial de programação matemática, que também é responsável pela interação com o software CAE. A topologia final é obtida e avaliada observando problemas como a dependência de malha e instabilidade de tabuleiro. Por fim, é feita a interpretação da topologia obtida, a remodelagem da geometria e nova análise por elementos finitos, comprovando a eficácia da programação de otimização implementada.

The present work deals with the topology optimization of a continuous structure in the plane stress subjected to a natural frequency constraint. The natural frequency is obtained by finite elements analysis using commercial CAE software. The optimization process uses the sequential linear programming method and it is performed in commercial mathematical programming software, which is also responsible for the interacting with the CAE software. The final topology is obtained and then checked, looking for issues such as mesh dependency and checkerboard. Finally, it is carried out the obtained topology interpretation, the geometrical remodeling and new finite element analysis, demonstrating the effectiveness of the implemented optimization programming.