Resumo

Este trabalho consiste no uso da otimização heurística como ferramenta numérica para auxiliar o projeto mecânico de discos de corte em processos agrícolas. Para isso, uma revisão de literatura concisa a respeito da determinação das componentes das forças atuantes no disco de corte é apresentada para correlacionar as variáveis geométricas de projeto, e como cada uma delas influencia na minimização das forças atuantes no disco. A partir da modelagem das forças atuantes no disco de corte, algoritmos heurísticos de otimização (algoritmos genéticos, enxame de partículas e busca padronizada) podem ser utilizados para determinar os valores otimizados das variáveis de projeto envolvidas (o raio do disco, a profundidade de corte e o ângulo de ataque). Acredita-se que, com o uso dessas ferramentas numéricas de otimização na etapa de pré-projeto, o desenvolvimento de implementos agrícolas de maior durabilidade e de maior resistência com menor custo energético pode ser realizado e simulado antes de ser aplicado em testes práticos, o que permite reduzir custos nos ensaios experimentais.

This work consists in the use of heuristic optimization as a numerical tool to assist the mechanical design of soil cutting discs in tillage processes. A concise literature review regarding the determination of the components of the forces on the cutting disc is presented to correlate the geometric design variables, and how each one of them influences the minimization of the forces on the disc. From the forces model on the soil cutting disc, heuristic optimization algorithms (genetic algorithms, particle swarm optimization, and pattern search optimization) can be used to determine the optimized values of the design variables (the radius of the disc, the cutting depth, and the disc angle). With the use of these numerical optimization tools in the pre-project stage, the development of tillage implements with better durability and resistance with less energy cost can be simulated before being applied in experimental tests to reduce costs.