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Publicação
Topology optimization considering geometrical nonlinear behavior
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Resumo(s)
Foi realizada a validação de um programa de análise de elementos finitos não lineares já desenvolvido, PROAES_NL. Para tal, quatro exemplos encontrados na literatura foram resolvidos utilizando o programa e os resultados foram comparados com os valores apresentados em artigos publicados e também com os resultados obtidos com o software de elementos finitos ANSYS. O erro relativo entre os resultados obtidos utilizando o PROAES_NL e as duas outras fontes mencionadas anteriormente foi relativamente pequeno e o programa foi considerado validado.
A teoria de cálculo de sensibilidades em estruturas com comportamento não linear desenvolvida por Santos [1] foi estudada, interpretada e traduzida para o domínio físico. As equações resultantes foram implementadas numericamente em linguagem Octave completando o código PROAES_NL usando apenas dados de pós-processamento de elementos finitos. Para validar as expressões de análise de sensibilidade utilizadas foram resolvidos cinco exemplos. Os resultados obtidos foram comparados com os valores obtidos pelo método das diferenças finitas e com os resultados apresentados por Santos [1]. O erro relativo entre o programa PROAES_NL e as fontes mencionadas anteriormente foi pequeno e as expressões de sensibilidade foram consideradas validadas. Além disso, é demonstrado que existe uma diferença entre o cálculo da análise de sensibilidades numa análise linear e numa análise não linear.
As expressões de sensibilidades implementadas foram depois usadas para executar otimizações de topologia. O objetivo era verificar se haveria alguma diferença entre executar uma otimização de topologia utilizando análises lineares e não lineares. Embora alguns dos artigos estudados mostrem diferenças entre a configuração ótima obtida com análise linear e análise não linear, usando o programa PROAES_NL, a diferença foi visível em apenas um dos dois exemplos estudados. Durante a fase final deste trabalho, limitações na convergência da análise não linear resultaram em restrições na seleção dos parâmetros de otimização.