Development of a GUI-APP for topology optimization driven by mesh adaptation

Methods are increasingly being used in many industrial fields to address specific requests, such as the minimization of mass, production cost, and/or global stresses characterizing a structure of interest. SIMPATY algorithm is a new approach for topology optimization, properly combining standard optimization methods with anisotropic mesh adaptation, which shows versatility, fast execution, and high-quality designs. This thesis is aimed at developing a graphical user interface such that the newly proposed methodology can be easily accessible and does not require much expertise in the mathematical field. The present research work deals with the interface of two different programming languages, the proper design of the GUI, a testing phase, and the management of the output of the program. In this context, a finite element analysis for the assessment of the designed structures is set up and a tool for generating a 3D printable object is proposed.

Sempre più metodi vengono utilizzati in molti settori industriali per rispondere a richieste specifiche, come la riduzione al minimo della massa, dei costi di produzione e/o delle sollecitazioni globali che caratterizzano una struttura di interesse. L'algoritmo SIMPATY è un nuovo approccio per l'ottimizzazione della topologica, che combina correttamente i metodi di ottimizzazione standard con anisotropic mesh adaptation, che mostra versatilità, esecuzione rapida e design di alta qualità. Questa tesi ha lo scopo di sviluppare un'interfaccia utente grafica in modo tale che la nuova metodologia proposta possa essere facilmente accessibile e non richieda molta esperienza in campo matematico. Il presente lavoro di ricerca riguarda l'interfaccia di due diversi linguaggi di programmazione, la corretta progettazione della GUI, una fase di test e la gestione dell'output del programma. In questo contesto, viene impostata un'analisi agli elementi finiti per la valutazione delle strutture progettate e viene proposto uno strumento per la generazione di un oggetto stampabile 3D.