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Publicação
Projeto de estruturas reticuladas leves e resistentes utilizando variáveis de área e de seleção de material
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 3.29 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A presente dissertação tem como principal objetivo o desenvolvimento de
metodologias capazes de minimizar a massa de estruturas reticuladas planas, sujeitas a
constrangimentos de tensão, de modo a otimizá-las a nível dimensional e topológico com
seleção de material. Estas metodologias permitem projetar estruturas leves e resistentes.
Para o desenvolvimento desta metodologia foram utilizadas duas variáveis de
projeto, otimizadas simultaneamente: densidade artificial e área das secções das barras.
A variável área é encarada como a variável topológica e dimensional, ficando a variável
de densidade artificial responsável pela seleção ótima de materiais para a estrutura,
deixando de haver necessidade de modelar a fase de vazio recorrendo à variável de
densidade artificial. Permite ainda a obtenção de estruturas em fully stressed design. Os
problemas considerados podem ter até três fases de material sólido, para além de se
considerar a fase de vazio ou de ausência de material. O leque de problemas abrangido
nesta dissertação corresponde a problemas SMTO (vazio + 1 material sólido), MMTO2
(vazio + 2 materiais sólidos) e MMTO3 (vazio + 3 materiais sólidos). Para selecionar o
material recorre-se a três leis de interpolação, DMO, SIMP e SFP, com o intuito de as
comparar e concluir sobre a sua eficácia. A formulação dos problemas é elaborada com
recurso a funções contínuas e diferenciáveis para que possam ser utilizados métodos de
otimização baseados no gradiente, nomeadamente o MMA.
A metodologia desenvolvida nesta dissertação é testada para seis exemplos
numéricos de complexidade crescente. Os resultados obtidos comprovam a eficiência e
viabilidade desta metodologia na obtenção de estruturas leves e resistentes. Verifica-se
também que a adição das áreas como variável de projeto reduz o custo computacional, o
problema converge mais depressa.
Descrição
Palavras-chave
Otimização Topologia Multimaterial Constrangimentos de tensão Treliças