Otimização Topológica Aplicada à Minimização da Flexibilidade Dinâmica de Braços Robóticos Flexı́veis

Abstract

Este trabalho tem por objetivo aplicar o método de otimização topológica, para
encontrar a melhor distribuição de material em um braço robótico flexı́vel, visando minimizar a flexibilidade dinâmica do braço e atendendo uma restrição de volume preestabelecida. Idealiza-se o braço robótico como uma viga bidimensional. Discretiza-se esse domı́nio em um número finito de subdomı́nios denominados elementos finitos. Na formulação do problema, utiliza-se o modelo de material SIMP, o qual admite como variáveis de projeto as pseudodensidades dos elementos finitos. As variáveis de projeto são atualizadas através da Programação Linear Sequencial. Aplica-se um filtro de sensibilidade para evitar que possı́veis complicações numéricas interfiram nas topologias ótimas. Resultados numéricos foram obtidos através de um algoritmo desenvolvido em software Matlab. As simulações realizadas mostram que as topologias ótimas encontradas estão bem definidas, atendem os critérios de estabilidade numérica definidos no algoritmo, estão de acordo com trabalhos similares desenvolvidos na literatura e podem ser utilizadas em projetos de fabricação de estruturas.