Topology optimization under elastic buckling

Topology Optimization is a mathematical method that optimizes material layout within a given design space, for a given set of loads, boundary conditions and constraints with the goal of maximizing the performance of the system. The main objective of this thesis is to benchmark how Topology Optimization can be applied and implemented to optimize a component without sacrificing reliability and strength below allowable limits. The following tasks are accomplished in this dissertation: 1) Study of Topology Optimization theory and its application using commercial Finite Element software (Abaqus CAE). 2) Identification of appropriate load cases & boundary conditions as per the product requirements. 3) Meshing of the component using proper element type and size. 4) Setup of optimization process based on the requirements and constraints. 5) Performing the analysis to obtain an optimized geometry. 6) Performing the reverse analysis of optimized model with the original load cases and boundary conditions.

L'ottimizzazione topologica è un metodo matematico che ottimizza la disposizione del materiale all'interno di un dato spazio di progetto, per un dato insieme di carichi, condizioni al contorno e vincoli con l'obiettivo di massimizzare le prestazioni del sistema. L'obiettivo principale di questa tesi è valutare come l'ottimizzazione topologica può essere applicata e implementata per ottimizzare un componente senza sacrificare l'affidabilità e la resistenza al di sotto dei limiti consentiti. In questa tesi vengono svolti i seguenti compiti: 1) Studio della teoria dell'ottimizzazione della topologia e sua applicazione mediante software commerciale agli elementi finiti (Abaqus CAE). 2) Identificazione dei casi di carico appropriati e delle condizioni al contorno secondo i requisiti del prodotto. 3) Generazione di mesh per il componente utilizzando il tipo e la dimensione dell'elemento appropriati. 4) Impostazione del processo di ottimizzazione in base ai requisiti e ai vincoli. 5) Eseguire l'analisi per ottenere una geometria ottimizzata. 6) Esecuzione dell'analisi inversa del modello ottimizzato con i casi di carico e le condizioni al contorno originali.