Otimização de estruturas de materiais compósitos laminados utilizando algoritmos genéticos

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: Almeida, Felipe Schaedler de
• Orientador(a): Awruch, Armando Miguel
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Elementos finitos; Compósitos; Otimização matemática; Estruturas (Engenharia); Algoritmos genéticos
• Palavras-chave em Inglês: Laminated composites; Genetic algorithms; Optimization; Finite elements
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/10615

O emprego dos compósitos laminados como material estrutural vem crescendo nos últimos tempos, incentivado pela suas excelentes propriedades mecânicas e baixo peso. Em consenso com todo o esforço científico dedicado a essa área, o presente trabalho visa a implementação de uma ferramenta computacional capaz de otimizar estruturas complexas fabricadas com tais materiais. Para tanto são utilizados os Algoritmos Genéticos (AG) como método de otimização, construídos para tratar especificamente esses problemas. São incorporadas várias modificações à estrutura clássica, apresentadas em outros trabalhos encontrados na literatura, o que possibilita um incremento no desempenho do algoritmo. Paralelamente é desenvolvido um programa de análise estrutural, empregando o MEF, que dá suporte ao algoritmo de otimização e permite sua aplicação a casos envolvendo estruturas mais complexas que as suportadas pelas formulações matemáticas fechadas. Um elemento finito triangular plano para casca e placas é utilizado com modificações destinadas ao tratamento desses materiais não convencionais. Sua formulação permite a incorporação de não-linearidade geométrica à análise, que é efetivada pelo emprego do Método do Controle dos Deslocamentos Generalizados (MCDG) na solução do problema. Também são realizadas análises de flambagem das estruturas e de falha dos materiais, sendo a última baseada no critério de Tsai-Wu. O trabalho em conjunto dos dois elementos desenvolvidos possibilita abordagens bastante sofisticadas nas otimizações, o que é demonstrado nos exemplos de aplicação. Esses incluem a manipulação de uma gama de variáveis envolvidas em otimizações multiobjetivas, e otimização do comportamento pós-flambagem.