Desarrollo e Implementación de una Estrategia de Optimización Topológica considerando Puntos Singulares

Abstract

[ES] Las industrias automovilísticas, aeronáuticas, aeroespaciales entre otras se encuentranen un continuo proceso de mejora de sus diseños. Se necesita de alguna manera automatizar este proceso de diseño que garantice el cumplimiento de los requisitos estructurales. Porello surge la Optimización Topológica, una moderna técnica que trata de distribuir cierta cantidad de material dentro de un dominio predefinido de manera que se minimice ciertafunción objetivo, es decir obteniendo la topología óptima. En el ámbito de la mecánica estructural, en ocasiones aparecen dominios donde aparecen puntos singulares (esquinasentrantes) cuyas tensiones son indeseables en una geometría optimizada al aplicar ciertas condiciones de contorno. Para ello, en este trabajo se plantea el desarrollo e implementaciónde una metodología que, teniendo en cuenta las características de la singularidad, evaluadasa través del Factor de Intensidad de Tensiones Generalizado, proponga una topología queelimine la singularidad a través de la incorporación en el proceso de optimización de laminimización de este factor.

[EN] The automotive, aeronautics, aerospacial industries, among othes are in a continous process of improves of their designs. It is needed any way of automating this process of design and that accomplishes the structurals requirements. Thus, Topologic Optimization appears, a modern technic that manages the distribution of certain amount of material inside a predefined dominium, in order to minimize an objetive function; this is obtaining his optimal topology. In the mechanical structural field, there are occasions when singular points shows up (incoming corners) and this stresses are undesirable in an optimal geometry when some boundary conditions are applied. For all of this, this project introduces the developing and implementation of a new metodology that, taking into account the charasteristics of the singularity, evaluated through the Generalised Stress Intensity Factor, proposes a topology that eliminates the singularity through the incorporation in the process of optimization of the minimization of this factor.

[CA] Les industries automovilístiques, aeronàutiques, aeroespacials entre altres es troben en un procés continu de millora dels seus dissenys. Es necessita d’alguna manera automatitzar aquest procés de disseny que garantisca el compliment dels requisits estructurals. És per això que surgeix la Optimització Topològica, una moderna tècnica que tracta de distribuir certa quantitat de material dins un domini definit amb la finalitat que minimitze certa funció objectiu, és a dir obtinguent la seua topología òptima. En l’àmbit de la mecànica estructural, en ocasions apareixen dominis on hi han punts singulars (esquines entrants), les tensions de les quals són indessitjables en una geometría optimitzada al aplicar certes condicions de contorn. Per tant, en aquest projecte es planteja el desenvolupament i implementació d’una metodología que tenint en compte les característiques de la singularitat, evaluades a través del Factor d’Intensitats de Tensions Generalitzat, propose una topología que elimine la singularitat a través de la incorporació en el procés de optimització de la minimització d’aquest factor