Otimização de estruturas treliçadas geometricamente não lineares submetidas a carregamento dinâmico

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dc.contributor.advisor1Alves, Élcio Cassimiro
dc.contributor.authorMartinelli, Larissa Bastos
dc.contributor.referee1Ferreira, Walnório Graça
dc.contributor.referee2Parente Junior, Evandro
dc.contributor.referee3Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
dc.date.accessioned2019-06-26T02:16:43Z
dc.date.available2019-06-25
dc.date.available2019-06-26T02:16:43Z
dc.date.issued2019-03-29
dc.description.abstractThis study addresses the optimization of lattice structures with geometrically nonlinear behavior under dynamic loading. The formulated optimization problem aims to determine the cross-sectional area of the bars which minimizes the total mass of the structure, imposing constraints on nodal displacements and stresses. In order to solve this optimization problem, it was developed a computational program on MATLAB®, using the Interior Point method and the Sequential Quadratic Programming method, the algorithms of which are available on Optimization Toolbox™. It was included routines for grouping the bars and to convert the optimal solution obtained using continuous design variables in commercial values of structural hollow-sections. The space truss nonlinear finite element is described by an updated Lagrangian formulation. The implemented geometric nonlinear dynamic analysis procedure combines Newmark’s method with Newton-Raphson type iterations, being validated by comparison with solutions available in the literature and with solutions obtained using ANSYS® software. Examples of plane and space trusses under different dynamic loading are solved using the developed computational program. The results show that: the Sequential Quadratic Programming method is the most efficient to solve the studied optimization problem, consideration of structural damping can lead to a significant reduction in the total mass, the use of the conversion procedure for commercial sections provides solutions in favor of security and the grouping of bars generates a satisfactory duration for the optimization process.eng
dc.description.resumoEste trabalho trata da otimização de estruturas treliçadas com comportamento não linear geométrico submetidas a carregamento dinâmico. O problema de otimização formulado tem o objetivo de determinar a área da seção transversal das barras que minimiza a massa total da estrutura, impondo-se restrições aos deslocamentos nodais e às tensões axiais. Para resolvê-lo, foi desenvolvido um programa computacional na plataforma MATLAB®, utilizando os algoritmos do método dos Pontos Interiores e do método da Programação Quadrática Sequencial presentes no Optimization Toolbox™. Foram incluídas rotinas para agrupamento de barras e para conversão da solução ótima obtida com uso de variáveis de projeto contínuas em valores comerciais de perfis tubulares. O elemento finito não linear de treliça espacial é descrito por uma formulação Lagrangeana atualizada. O procedimento de análise dinâmica não linear geométrica implementado combina o método de Newmark com iterações do tipo Newton-Raphson, sendo validado por meio da comparação com soluções presentes na literatura e com soluções obtidas no software ANSYS®. Exemplos de treliças planas e espaciais submetidas a diferentes tipos de carregamento dinâmico são resolvidos com a aplicação do programa computacional desenvolvido. Os resultados indicam que: o método da Programação Quadrática Sequencial é o mais eficiente para a resolução do problema de otimização estudado, a consideração do amortecimento estrutural pode gerar uma redução significativa na massa total, o uso do procedimento de conversão para seções comerciais fornece soluções a favor da segurança e o agrupamento de barras torna a duração do processo de otimização satisfatória.
dc.formatText
dc.identifier.citationMARTINLLI, Larissa Bastos. Otimização de estruturas treliçadas geometricamente não lineares submetidas a carregamento dinâmico. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2019.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/11270
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Civil
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.rightsopen access
dc.subjectStructural optimizationeng
dc.subjectGeometric nonlinearityeng
dc.subjectDynamic analysiseng
dc.subjectTrusseseng
dc.subjectStructural hollow-sectionseng
dc.subjectSteel structureseng
dc.subjectOtimização estruturalpor
dc.subjectNão linearidade geométricapor
dc.subjectAnálise dinâmicapor
dc.subjectTreliçaspor
dc.subjectEstruturas de açopor
dc.subjectPerfil tubularpor
dc.subject.br-rjbnOtimização estrutural
dc.subject.br-rjbnDinâmica estrutural
dc.subject.br-rjbnTreliças (Construção civil)
dc.subject.br-rjbnAço - Estruturas
dc.subject.cnpqEngenharia Civil
dc.subject.udc624
dc.titleOtimização de estruturas treliçadas geometricamente não lineares submetidas a carregamento dinâmico
dc.typemasterThesis
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