Otimização de Estruturas Treliçadas Considerando Análise não Linear e Carregamento Dinâmico
Nome: BÁRBARA SCARDINI DOMINGUES
Data de publicação: 03/05/2024
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ELCIO CASSIMIRO ALVES | Presidente |
| GUILHERME FLEITH DE MEDEIROS | Examinador Externo |
| JOAO VICTOR FRAGOSO DIAS | Examinador Interno |
| MARCOS ANTONIO CAMPOS RODRIGUES | Coorientador |
Resumo: As técnicas de otimização estrutural, além de automatizar o processo de dimensionamento, ajudam os projetistas a desenvolverem projetos mais econômicos de maneira mais eficiente. Algumas estruturas treliçadas de grande escala podem apresentar carregamentos dinâmicos, grandes deslocamentos e plastificação do material, sendo necessária uma análise não linear. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo realizar a otimização de estruturas treliçadas com comportamento não linear geométrico e físico submetidas a carregamento dinâmico. Para isso, foi necessário determinar a área da seção transversal das barras que minimiza a massa total da estrutura, impondo-se restrições aos deslocamentos nodais, tensões axiais e força axial de compressão. Para o problema de otimização, foi desenvolvido um programa computacional na plataforma Matlab, utilizando o Algoritmo de Dispersão de Partículas (PSO), o Algoritmo Genético (AG), em ferramenta nativa do Matlab, foi empregado para verificação e comparação dos resultados. O procedimento de análise dinâmica não linear geométrica e física foi realizada por meio do software Ansys, utilizando o método de Newmark acoplado ao método Newton-Raphson. Exemplos de treliças planas e espaciais submetidas a diferentes tipos de carregamento dinâmico foram resolvidos com a aplicação do programa computacional desenvolvido e validados por meio da comparação com soluções presentes na literatura. Os resultados indicaram que o efeito das não linearidades na otimização das estruturas é particular para cada caso, o PSO foi o algoritmo que teve melhor desempenho e robustez e o efeito do amortecimento levou a uma redução na massa final.
