Integrando a tecnologia de última geração: otimização de topologia

Nota: Esta é a 3° parte de uma série de cinco conteúdos sobre a integração de tecnologias de próxima geração em seu fluxo de trabalho de design. Clique nos links para ler a parte um e a parte dois.

A evolução do design do produto é moldada e acelerada por simulações incorporadas em CAD. Com a Manufatura Aditiva (AM), os principais elementos dos processos de manufatura estão sendo transformados hoje, começando com o básico de como as peças são projetadas. Tradicionalmente, design e simulação são vistos como um processo iterativo (veja a imagem abaixo).

As ferramentas de otimização paramétrica automatizam as iterações de design quando uma meta de desempenho definida é usada para encontrar o design candidato ideal. A otimização da topologia adiciona uma camada adicional de sofisticação. Ajuda a orientar o processo de design desde o início. E a simulação se torna uma etapa final deste fluxo de trabalho para uma confirmação do desempenho do produto.

Então, o que é Otimização de Topologia?

A otimização de topologia é o tipo mais comum de otimização estrutural. Ele é usado na fase inicial do projeto para prever a distribuição ideal do material dentro de um determinado espaço inicial do projeto de uma estrutura (veja um exemplo abaixo) e considera todas as cargas aplicadas, acessórios e restrições de fabricação.

A otimização da topologia procura um novo layout de material, dentro dos limites da geometria máxima permitida, redistribuindo o material. A redistribuição é baseada em uma técnica matemática chamada SIMP. A otimização da topologia não é paramétrica, o que significa que a otimização é baseada nos requisitos de desempenho funcional da parte final e não é realmente fabricável. Portanto, provavelmente a forma final é um bom candidato para a fabricação de aditivos e não para os métodos tradicionais. Abaixo está um exemplo da forma produzida pela otimização da topologia.

Assista ao vídeo abaixo para saber como você pode levar uma ideia inicial de conceito para uma peça acabada usando o SOLIDWORKS e a Otimização de Topologia no SOLIDWORKS Simulation. Para tornar a geometria da topologia mais utilizável, são discutidas algumas opções, especialmente técnicas de suavização de malha, bem como a geração de geometria paramétrica a partir da forma da topologia. O vídeo mostra como você pode aproveitar o poder da análise de estresse do SOLIDWORKS Simulation para confirmar a força e o desempenho do produto.

 

Os estudos de otimização de topologia aprimoram o processo de fluxo de trabalho de design, da ideia às peças de produção. Você pode criar peso leve e criar designs fortes que atendam às especificações funcionais. Na Parte 4 desta série, abordaremos os modos de falha comuns, especialmente devido às cargas vibracionais, que podem prejudicar o desempenho do produto e a vida útil do produto. Para assistir a todos os vídeos desta série, clique aqui ou no banner abaixo.