Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/3954
Type: Dissertação
Title: Cálculo de sensibilidades: uma aplicação do método dos elementos de contorno à otimização de forma
Author(s)/Inventor(s): Barra, Luis Paulo da Silva
Advisor: Telles, José Cláudio de Faria
Abstract: Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a implementação do cálculo de sensibilidades à mudança de forma com a aplicação do Método dos Elementos de Contorno (M.E.C.) e a verificação de sua aplicação à otimização de forma. É desenvolvido um método de cálculo das sensibilidades em que é derivada a equação fundamental do M.E.C. já discretizada. As sensibilidades das forças de superfície e deslocamentos no contorno são as novas incógnitas. Estas são obtidas através da resolução de um sistema de equações lineares que apresenta a mesma matriz de coeficientes do problema analisado pelo M.E.C.. Porém, para cada parâmetro em relação ao qual se deseja calcular as sensibilidades é obtido um novo termo independente. Com estes resultados conhecidos podem ser calculadas também as sensibilidades das tensões. As implementações efetuadas utilizam o elemento constante no caso do problema de torção de barras prismáticas e o elemento linear para a elasticidade plana. Neste último caso foram desenvolvidas e implementadas técnicas para a análise de sensibilidades de estruturas simétricas e de regiões infinitas, sendo que também é possível a análise de estruturas em que as sensibilidades das incógnitas prescritas não são nulas. Através de exemplos, verifica-se a convergência e a precisão do método e depois de ter se adotado um algoritmo de otimização, verifica-se também a aplicabilidade deste método à otimização de forma.
Abstract: This work aims at the development of shape sensitivity analysis with the application of the Boundary Element Method (B.E.M.) and its use in the shape design optimization. A shape sensitivity procedure is developed in wich the standard discretized version of the boundary integral equation is differentiated. The sensitivities of the surface tractions and displacements are the new unknowns. They are computed by the solution of a system of linear equations that presents the same coeficient matrix of the original B.E.M. problem. The sensitivities for each design parameter are computed after the formation of the respective new right-hand-side term. With these results the stress sensitivities can also be calculated. The implementation uses constant elements in the case of torsion of prismatic bars and linear ones for plane elasticity. In the latter, special techniques for shape sensitivity analysis of symmetric structures and infinite regions were developed. It is also possible to analise structures where the sensitivities of the prescribed unknowns are not null. In a series of examples the convergence and precision of the method is verified. In adition, the applicability of the method is also tested through the adoption of a simple optimization algorithm.
Keywords: Engenharia Civil
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Sep-1990
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/11422/3954
Appears in Collections:Engenharia Civil

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