Resumo: A otimização topológica evolucionária é uma ferramenta versatil para o projeto de estruturas, sendo amplamente usada na solução de muitos problemas de engenharia. Quando uma estrutura está sujeita à carregamentos térmicos e mecânicos simultâneos, o procedimento de projeto topológico torna-se complexo e às vezes não intuitivo. Este trabalho apresenta o estudo do método BESO (Bidirectional Evolutionary Structural Optimization) aplicado à sistemas multiescala bidimensionais, com o intuito de desenvolver uma metodologia para projetar estruturas termomecânicas. O algoritmo implementado pode ser usado para projetar uma estrutura na macroescala, na microescala ou em ambas escalas simultaneamente. São apresentados dois problemas, o primeiro para estudar a influência da mudança de temperatura e dos carregamentos mecânicos na estrutura projetada e o segundo para minimizar o coeficiente de expansão térmica. Com o intuito de resolver os dois problemas apresentados é feita a otimização topológica de uma estrutura termoelástica usando multiplos materiais considerando apenas a macroescala e a microescala, respectivamente. O método de homogeneização é usado para obter as propriedades equivalentes do material projetado na macroescala em função da sua topologia na microescala Ver menos

Abstract: The evolutionary topology optimization is a versatile tool for the design, that is widely used in the solution of many engineering problems. When thermal and mechanical loads occur simultaneously in a structure, its shape and topological design become complex and sometimes non-intuitive. This work presents the study of the Bi-directional Evolutionary Structural Optimization method (BESO) applied to multi-scale systems, in order to develop a methodology to design thermo-mechanical structures. The implemented algorithm can be used to design two dimensional structures in the macro-scale or in the micro-scale separately or to do a concurrent design. Two problems are presented, the first one to study the influence of the temperature change and the mechanical loads on the designed structure and the second one to minimize the thermal expansion coefficient, in order to do that, it is made a topology optimization of a thermoelastic structure using multiple materials considering only the macro-scale and using a multi-scale approach, respectively. The homogenization method is used to obtain the equivalents properties of the designed material Ver menos