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Otimização de sistemas estruturais considerando os efeitos causados pelas ligações semirrígidas na análise estrutural
Marcos Henrique Bossardi Borges, Adelano Esposito

Última alteração: 14-03-2018

Resumo


A busca contínua por maior competividade nos setores de estruturas metálicas vem exigindo uma constante redução nos custos e melhor aproveitamento das propriedades mecânicas destes sistemas, repercutindo em estruturas mais esbeltas, que possivelmente representam maiores riscos de falha. Soma-se a isto a influência do modelo de ligação na resposta estrutural, a qual influencia diretamente nos valores de carga crítica da estrutura. Neste contexto, o dimensionamento de sistemas estruturais torna-se um problema extremamente complexo, exigindo maior eficiência e segurança dos métodos numéricos a fim de oferecer aos projetistas uma ferramenta que os auxilie na correta modelagem de tais sistemas. Sendo assim, propõe-se neste trabalho a implementação de um algoritmo de otimização metaheurístico, que possibilite o dimensionamento ótimo de sistemas estruturais com maior segurança e proximidade do problema real. Para atender a este propósito, o presente estudo é dividido em duas etapas, a saber: fundamentação teórica relativa a análise linear e não linear de estruturas metálicas reticuladas e correspondente implementação numérica de um modelo de elementos finitos para treliças espaciais; contextualização do problema de otimização e implementação do algoritmo Particles Swarm Optimization e, posteriormente, acoplagem ao programa de análise estrutural. Os resultados prévios têm demonstrado diferenças quanto às respostas de força e deslocamento quando comparadas as análises linear e não linear geométrica, muito embora a influência da rigidez ainda não tenha sido explorada. Espera-se que os algoritmos de otimização repliquem estas diferenças ao problema de otimização, permitindo uma verificação dos efeitos causados pelas análises linear e não linear na solução ótima das estruturas a serem otimizadas. Por fim, pode-se observar que o estudo do comportamento de estruturas metálicas sob considerações linear e não linear aliados aos efeitos causados pelas rótulas semirrígidas, mesmo que frequentemente explorado na literatura, ainda possibilitam uma vertente de estudos científicos e tecnológicos voltados a futuras aplicações na indústria metal mecânica, repercutindo em projetos mais otimizados e competitivos, mantendo um aceitável nível de segurança.

Palavras-chave


Análise Estrutural; Otimização Estrutural; Ligações Semirrígidas; Análise Não Linear

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