Título: | OTIMIZAÇÃO DE CASCAS SUBMETIDAS A CARREGAMENTO DINÂMICO | ||||||||||||||||
Autor: |
SUSANA ANGELICA FALCO MEIRA |
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Colaborador(es): |
LUIZ ELOY VAZ - Orientador SILVANA M B AFONSO DA SILVA - Coorientador |
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Catalogação: | 08/OUT/2001 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=2003&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=2003&idi=2 [es] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=2003&idi=4 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.2003 | ||||||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||||||
O objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma
formulação e um programa para o projeto ótimo de estruturas
de placas e cascas submetidas a carregamento dinâmico, no
regime linear-elástico. Com este objetivo, utiliza-se o
programa de Otimização Estrutural de Formas SHELLD que
possui os módulos referentes à geração de malha, à análise
estrutural, à análise de sensibilidade e ao algoritmo de
otimização.
A geração da malha da superfície da casca é feita através
do mapeamento de uma malha 2D,gerada no plano paramétrico,
para uma malha em 3D, usando as equações de Coons. Desta
maneira, a geometria da casca de forma livre é representada
usando superfícies de Coons as quais são formadas por duas
séries de splines cúbicas que interceptam os pontos-chave
que se encontram na superfície média. Uma vez discretizada
a superfície da casca em elementos finitos,começa a etapa
de análise dinâmica através do Método de Integração Direta
de Newmark. O programa SHELLD utiliza o elemento finito de
nove nós de Huang-Hinton, que pertence à família de
elementos degenerados de cascas.
O processo de otimização estrutural requer o uso seqüencial
da análise estrutural e da análise de sensibilidade
combinado com o algoritmo de otimização. Na análise de
sensibilidade, através do Método Semi-analítico, calculam-
se os gradientes da função-objetivo e das restrições em
relação às variáveis de projeto para determinar a direção
de busca do algoritmo de otimização.
As variáveis do problema são as coordenadas e/ou as
espessuras dos pontos-chave. Isto implica uma diminuição
das variáveis de projeto e um maior controle na obtenção da
forma da casca.
No projeto de otimização de cascas podem ser consideradas
diferentes funções-objetivo. Em alguns casos, busca-se
manter tão baixo quanto possível o peso das mesmas e,
portanto, o seu custo, impondo restrições que podem estar
relacionadas com valores limites de deslocamentos,
acelerações, freqüências ou tensões. Em outros casos,
procura-se minimizar o deslocamento ou aceleração em um
ponto da casca ou o seu deslocamento global tendo como
restrição o seu volume permanecer constante. Nos problemas
em vibração livre, deseja-se maximizar a freqüência
correspondente ao modo de vibração que se quer enrijecer
mantendo o volume constante. Em casos especiais de cascas
que tem problemas de autovalores múltiplos,incorporam-se
restrições nas freqüências para que não ocorram -clusters-.
Para resolver o problema de otimização não-linear com
restrições, escolhe-se o método de Programação Quadrática
Seqüencial. O algoritmo de otimização é usado como -caixa
preta-,extraído da biblioteca NAG do FORTRAN, pois é dada
maior ênfase à formulação do problema de otimização que ao
algoritmo de otimização utilizado como ferramenta de
programação matemática.
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