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Tese

Projeto de estruturas considerando o efeito da não-linearidade geométrica utilizando o método de otimização topológica (2012)

  • Authors:
  • Autor USP: LAHUERTA, RICARDO DOLL - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: TOPOLOGIA (OTIMIZAÇÃO); ESTRUTURAS (PROJETO); MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
  • Language: Português
  • Abstract: Este trabalho propõe estudar o projeto de estruturas submetidas a grandes deslocamentos utilizando o Método de Otimização Topológica (MOT). O MOT é um método numérico capaz de fornecer de forma sistemática a distribuição ótima de material no domínio de uma estrutura de forma a atender a um dado requisito de projeto, por exemplo, o valor de flexibilidade máxima permitida em uma estrutura. Desde sua introdução, há quase três décadas, o MOT ganhou popularidade na área acadêmica e na indústria. Até o presente momento (2011), a maioria dos trabalhos relacionados com o método tem se preocupado com a otimização de estruturas com o comportamento linear, ou seja, pequenos deslocamentos. Um pequeno número de artigos e trabalhos tem sido relacionado com a modelagem e otimização topológica de estruturas submetidas a efeitos não-lineares. Este trabalho propõe compilar as formulações descritas na literatura e agregar novas técnicas na implementação da OT de forma a melhorar a robustez na obtenção de resultados sob não-linearidade geométrica. O MOT para o comportamento não-linear geométrico neste trabalho foi implementado utilizando o modelo de material SIMP. O comportamento não-linear geométrico é representado utilizando a formulação Lagrangiana para as leis de material de Kirchhoff-Saint Venant e neo-Hookiana. Ambas as leis de material foram implementadas utilizando o método de elementos finitos (MEF) e o equilíbrio estático da estrutura é obtido através de uma rotina incremental e iterativa de Newton incluindo todos os elementos (inclusive os de baixa densidade) dentro do domínio de projeto. A sensibilidade da função objetivo é deduzida utilizando o método adjunto e o problema de otimização é resolvido utilizando o Método das Assíntotas Móveis (MAM) em conjunto com uma função de Relaxação proposta para estabilizar a solução de OT não-linear.A função de projeção não-linear em conjunto com o Método da Continuação é utilizada para eliminar o problema de tabuleiro e independência de malha, melhorando a convergência dos resultados. A função objetivo para minimização da flexibilidade no ponto de aplicação do carregamento é testada, considerando um carregamento fixo. Neste trabalho, os exemplos mostram que as diferenças na rigidez das estruturas otimizadas utilizando modelagem linear e não-linear são geralmente pequenas para pequenos carregamentos, mas elas podem ser grandes em certos casos envolvendo grandes cargas, acarretando em instabilidades na estrutura, o que pode degenerar a solução obtida.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 11.01.2012
    • Acesso à fonte
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      LAHUERTA, Ricardo Doll. Projeto de estruturas considerando o efeito da não-linearidade geométrica utilizando o método de otimização topológica. 2012. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-29032012-132242/. Acesso em: 14 maio 2024.

    • APA

      Lahuerta, R. D. (2012). Projeto de estruturas considerando o efeito da não-linearidade geométrica utilizando o método de otimização topológica (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-29032012-132242/

    • NLM

      Lahuerta RD. Projeto de estruturas considerando o efeito da não-linearidade geométrica utilizando o método de otimização topológica [Internet]. 2012 ;[citado 2024 maio 14 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-29032012-132242/

    • Vancouver

      Lahuerta RD. Projeto de estruturas considerando o efeito da não-linearidade geométrica utilizando o método de otimização topológica [Internet]. 2012 ;[citado 2024 maio 14 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-29032012-132242/

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