Em busca de um melhor projeto com otimização topológica


Ao reduzir a massa de seus modelos, você também está otimizando outros elementos de projeto importantes, como desempenho térmico, restrições de fabricação ou se a fundição precisa ser à prova d’água?

Problemas térmicos são muito comuns em projetos de engenharia, como o powertrain automotivo e o sistema eletrônico de resfriamento, por exemplo. A otimização topológica também pode ser aplicada para análise térmica para melhorar o desempenho de refrigeração ou para análises termomecânicas acopladas para melhorar simultaneamente o desempenho térmico e estrutural.

Abaixo está um exemplo de otimização topológica para um condensador. Semelhante a um permutador de calor em um sistema A / C móvel, o trabalho de um condensador é extrair o calor, portanto, maximizar a condução de calor é geralmente o objetivo de um projeto de condensador. Ignorar este requisito durante a otimização topológica não resultaria em um bom projeto. Com análise térmica, a distribuição da temperatura e os fluxos de calor em um modelo são calculados. Essas respostas de temperatura ou respostas de conformidade de transferência de calor (HTC) podem ser usadas na otimização topológica como objetivos ou restrições. Ao minimizar a temperatura ou HTC, a condução de calor em um modelo será maximizada.

O wireframe mostra o limite do espaço do projeto original. A Figura A mostra os resultados de topologia do condensador com a minimização de HTC como objetivo, mas sem restrições de fabricação para controlar como isso é feito. Isso dá uma estrutura tradicional semelhante a uma árvore, que é a forma mais eficiente para dissipar o calor, porém mais difícil de fabricar. O cliente é configurado para fabricar mais facilmente um projeto semelhante a uma aleta, portanto, restrições de fabricação periódicas podem ser aplicadas para dar o resultado mostrado na Figura B.

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Outro requisito importante a se ter em conta é garantir que o projeto de fundição final seja impermeável. É preferível em muitas aplicações, como o projeto de capa do motor, que não haja furos transversais nas partes otimizadas de topologia. Abaixo está uma comparação para fundição com e sem furos. As tradicionais restrições de fabricação de fundição criam furos na estrutura para reduzir o peso, enquanto as restrições de fabricação de moldagem sem opção de furo removem material da parte superior e inferior, garantindo uma espessura mínima especificada.

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