Aplicação de conceitos de dimensionamento de vigas no projeto de estruturas contínuas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Oliveira, Tarcísio Ladeia de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: automação de projeto; design automation; estruturas; finite element method; mechanical design; método dos elementos finitos; otimização topológica; projeto mecânico; structures; topology optimization
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-12032024-103629/

Com o desenvolvimento de ferramentas computacionais para o projeto e análise de estruturas, o uso de modelagem por vigas como método de projeto e análise passou a ser limitado ao desenvolvimento de estruturas treliçadas, também com auxílio computacional. Porém, nesses casos comumente se assume uma seção transversal constante ao longo de uma viga ou para todas as vigas, embora as modelagens matemáticas de vigas admitam seções transversais variáveis. Esta pesquisa analisa a viabilidade de utilizar modelagens computacionais de vigas para auxiliar e automatizar o projeto de estruturas contínuas, admitindo a possibilidade de vigas de seção transversal variável para possibilitar isso, com ênfase em estruturas bidimensionais. O algoritmo foi primeiramente testado de forma discretizada em uma implementação em Python, na qual apresentou resultados promissores. O algoritmo foi posteriormente refinado e implementado em um ambiente contínuo em C++, com o auxílio de geometria sólida construtiva. Também foi avaliado o uso de otimização topológica para otimizar a distribuição de material das geometrias resultantes, assim como a possibilidade de reduzir o tempo de construção na fabricação por manufatura aditiva. Os resultados mostram que esse algoritmo é capaz de criar automaticamente estruturas capazes de resistir aos esforços de projeto, especialmente quando em conjunto com métodos de otimização estrutural. Porém, as diferenças entre os critérios de tensão utilizados para cada etapa não deixam claro qual seria a melhor forma de selecioná-los.