Dissertação

Multi-Objective Topology Optimization for Bi-dimensional Structures EVALUATED

Nos dias de hoje um dos desafios da engenharia é a otimização do desempenho, tempo, consumo entre outros parâmetros para obter soluções de boa qualidade e económicas, daí a elevada importância dos modelos de otimização em projetos de engenharia. O estudo desenvolvido nesta tese tem como objetivo otimizar a topologia de uma estrutura bidimensional minimizando o trabalho das forças externas. A estrutura é sujeita a constrangimentos, condições fronteiras e quantidade de material. A otimização é feita para que dois objetivos sejam minimizados, suportar duas cargas diferentes. Para tal foi desenvolvido um programa em Matlab que resolve um problema the otimização multiobjectivo, para quaisquer duas funções diferenciaveis, recorrendo a derivadas. Numa segunda fase é elaborado outro algoritmo que utiliza os conceitos de otimizaçao multi-objectivo para fazer a otimização topologica da estrutura, que com base nas ideias do primeiro modelo discretiza o espaço de design num número considerável de elementos finitos, sendo a densidade de cada elemento a variável de design. Para que os dois objetivos sejam minimizados, as duas funções objetivo são minimizadas utilizando o gradiente, não existindo uma solução ótima mas sim um conjunto de soluções ótimas que satisfazem os os constrangimentos. As funções objectivo calculam o valor do trabalho das forças externas para duas situações. Recorrendo ao conceito de dominância de Pareto são encontradas várias soluções ótimas, através de um processo iterativo onde as funções objectivo são avaliadas duas vezes e são nos dadas duas direções de procura modo a minimizar cada uma das funções objetivo em cada iteração.
Otimização, Multiobjectivo, Topologia, Dominancia de Pareto, Derivadas, Estrutura Bidimensional

Novembro 27, 2018, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

José Firmino Aguilar Madeira

ISEL

Professor Adjunto

ORIENTADOR

José Arnaldo Pereira Leite Miranda Guedes

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático