Otimização topológica de vigas metálicas com aberturas na alma

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Rocha, Karina Mota
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
• Palavras-chave em Português: Civil Engineering; Structural analysis (Engineering); Structural optimization; Beams with web openings; Computational modeling; Nonlinear analysis of optimized beams; Engenharia civil; Análise estrutural (Engenharia); Otimização estrutural; Vigas perfuradas; Modelagem numérica; Análise não linear de vigas otimizadas; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11494

O uso eficiente de materiais é um tema extremamente importante atualmente. Desta forma, a busca por estruturas ótimas tem se expandido rapidamente ao longo do tempo, isso ocorre, pois este tipo de estrutura possui um melhor desempenho e por isso são capazes de gerar economia de material. Menos sensíveis a deformações e mais resistentes a flexão, as vigas perfuradas são também mais leves do que um perfil I com a alma cheia de mesma seção transversal. Entretanto, quando submetidas a carregamentos, as vigas celulares sofrem com a ocorrência de altos gradientes de tensão. O que pode indicar que estas vigas são suscetíveis à falha. Desta forma, torna-se perceptível que estes furos não apresentam uma topologia ótima, sendo assim essa remoção de material criando furos nas almas das vigas perfuradas pode ser analisada do ponto de vista da otimização topológica. Assim, este trabalho tem como objetivo encontrar uma nova forma para os furos da alma de vigas perfuradas através do módulo de otimização do programa ABAQUS. Após isso, é feita uma análise comparativa dos resultados obtidos do ponto de vista estrutural, a fim de avaliar os resultados das análises não lineares e de carga crítica para as vigas, celulares e otimizadas, ambas com o mesmo volume, tendo apenas como diferença entre si a distribuição e o formato dos furos ao longo da alma da viga. Os resultados obtidos mostraram o bom comportamento estrutural das vigas otimizadas quando comparadas a viga celular, no que tange a sua resistência e rigidez. Além disso, foi proposto um modelo aproximado a viga otimizada que apresentou um melhor desempenho, modelo este que também apresentou um bom comportamento quando comparado a viga celular.