Otimização topológica de treliças bidimensionais pelo método dos elementos finitos.
Data
2024
Autores
Silva, Tiago Henrique Gonçalves da
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Resumo
A otimização estrutural visa encontrar os valores ideais para variáveis, garantindo que todas as restrições sejam respeitadas, e utiliza critérios matemáticos e mecânicos para identificar projetos ótimos de estruturas ou elementos. Sua importância reside na maximização da confiabilidade, eficiência de custos e sustentabilidade ambiental. O contínuo desenvolvimento de novas construções proporciona uma oportunidade para aplicar avanços recentes na otimização estrutural, visando sistemas estruturais mais eficientes, mantendo os objetivos de projeto. A otimização topológica é um método que determina a distribuição ideal de material em um domínio de projeto, baseando-se na análise do comportamento mecânico da estrutura, considerando aspectos como flexibilidade, frequências naturais e distribuição de tensões. O objetivo do presente trabalho é determinar a distribuição de barras em treliças bidimensionais por meio da otimização topológica e do método dos elementos finitos. Este estudo propõe a otimização topológica de treliças bidimensionais através do método dos elementos finitos, no qual foram realizadas otimizações em três treliças com diferentes configurações de barras. Para o desenvolvimento do trabalho, foi elaborado um algoritmo em Fortran para otimização topológica. Esse algoritmo foi responsável por eliminar barras e nós que atendessem ao critério de otimização. Além disso, para auxiliar o algoritmo de otimização, foi implementado um código em Fortran para determinar os esforços e deslocamentos atuantes na treliça pelo método dos elementos finitos. Os resultados mostram a obtenção de diferentes distribuições de elementos nas treliças analisadas, resultando na redução do número de barras e, consequentemente, no peso total da estrutura.
Abstract
Descrição
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil de Infraestrutura.
Palavras-chave
Treliças, Otimização topológica, Método dos elementos finitos