Uma descoberta acidental em um projeto de pesquisa deve ser examinada mais detalhadamente e pode resultar em métodos de projeto completamente novos.
A otimização da topologia é um método de design reconhecido que torna possível criar estruturas de design completamente novas. O método, por exemplo, foi usado por pesquisadores da DTU para demonstrar opções de design novas e mais leves para uma série de estruturas, incluindo asas de aeronaves e o convés da ponte em pontes suspensas. Isso é conseguido permitindo que um supercomputador distribua o material em uma área definida dividida em minúsculos ‘blocos de construção’ conhecidos como voxels. Cada voxel pode ser preenchido com material ou ‘ar’, proporcionando total liberdade para a criação de um novo design.
Até agora, não foi possível aplicar o método de projeto a estruturas que têm um ou mais pontos de contato internos onde parte da estrutura entra em contato com outra parte da estrutura sob carga. Esse obstáculo agora parece ter sido superado.
“Descobrimos por acaso que – no trabalho com otimização de topologia – é possível comprimir o ‘ar’ em um voxel a um grau extremo. Isso de repente possibilita que o ‘ar’ nas simulações transmita o forças de contato da mesma forma que ocorreriam na realidade. Isso significa que a otimização da topologia pode ser usada para projetar estruturas com pontos de contato internos”, diz o professor associado Konstantinos Poulios, que faz parte do grupo de pesquisa internacionalmente reconhecido da DTU Mechanical Engineering em otimização de topologia: o grupo TopOpt.
Aplicações práticas
Com base no novo conhecimento, os pesquisadores da DTU receberam financiamento para um projeto – TOPCON – cujo objetivo é desenvolver ainda mais o novo método. Como já existe uma prova de conceito documentando que o método funciona, o próximo passo é torná-lo mais robusto e eficaz para grandes cálculos.
“Além disso, examinaremos para quais produtos esse tipo de otimização de topologia é aplicável durante a fase de projeto. Já temos uma série de opções em mente para as quais precisamos explorar mais o potencial”, diz Konstantinos Poulios.
Eles incluem a parte de um robô que deve agarrar e segurar um objeto. Ou as solas de um par de tênis de corrida, que devem ser, de preferência, tão sólidos que o corredor evite lesões e, ao mesmo tempo, garanta que o mínimo de energia possível é perdido quando o pé atinge o solo e, subsequentemente, empurra novamente.
Publicado em 17/12/2021 09h51
Artigo original:
Estudo original: