Optimització topològica d'elements estructurals simples fabricats amb la tècnica del ''Digital Light Processing''

Abstract

Aquest Treball de Fi de Grau pretén ser una guia bàsica per aquelles persones que volen iniciar-se amb l’optimització topològica de dissenys bidimensionals. El treball abasta tres objectius principals: entendre els mètodes actuals d’optimització topològica, reproduir exemples de la literatura mitjançant el programari ANSYS Workbench i adquirir un domini avançat d’aquest programari. El treball es divideix en tres parts. La primera part és una recerca literària sobre els mètodes actuals d’optimització topològica: homogeneïtzació, SIMP (Solid Isotropic Microstructure with Penalization), ESO (Evolutionary Structural Optimization) i Level Set Method. La segona part del treball és un estudi que es divideix en tres parts: la reproducció dels exemples de la literatura; la influència del mallat i el factor de penalització 𝑝� sobre el procés d’optimització; i la comparació dels resultats obtinguts d’optimitzacions fetes a peces d’acer inoxidable i de material DLP (Direct Light Processing). La tercera i última part estudia les oportunitats que ofereix la fabricació per addició per fabricar peces optimitzades topològicament. Per a realitzar la primera i la tercera part del treball s’han llegit les referències de l’article [3]. Per a la segona part s’ha utilitzat el programari ANSYS Workbench. Els resultats de la segona part del treball corroboren la influència del mallat, el factor de penalització 𝑝� i el material sobre els resultats de l’optimització topològica. Arrel dels resultats, es conclou que amb acer inoxidable s’obtenen dissenys propers als de la literatura quan 𝑝� = 3 i el mallat no és molt refinat. També es resol que cal variar les condicions d’optimització topològica si es treballa amb un material ortotròpic fabricat amb DLP per tal d’aconseguir resultats com els de la literatura.