Disciplina

Área

Área Científica de Mecânica Estrutural e Computacional > Mecânica dos Sólidos e Estrutural

Activa nos planos curriculares

DEAEngCmp2007 > DEAEngCmp2007 > 3º Ciclo > Opcionais > Optimização de Estruturas e Sistemas Mecânicos

MEBiom 2006 > MEBiom 2006 > 2º Ciclo > Opções > Opção 2 > Optimização de Estruturas e Sistemas Mecânicos

MEMec 2006 > MEMec 2006 > 2º Ciclo > Áreas de Especialização > Produção > Opções de Produção 2 > Optimização de Estruturas e Sistemas Mecânicos

Nível

O processo de avaliação consiste em: 1 trabalho (25%) a realizar ao longo do semestre e 1 projecto (75%). O projecto tem nota mínima de 10 valores. A avaliação do projecto requer apresentação com discussão oral.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

2.0 h/semana

1.5 h/semana

77.0 h/semestre

Objectivos

Proporcionar os conhecimentos fundamentais de Optimização de Estruturas, suas metodologias e o software avançado de simulação e optimização, necessários para análise e projecto óptimo de estruturas e sistemas mecânicos. Preparar o aluno na aplicação de modelos computacionais, nomeadamente de elementos finitos e optimização, na análise de estruturas e no projecto óptimo.

Programa

Optimização: Variáveis de projecto, função objectivo e constrangimentos. Condições de optimalidade. Algoritmos de optimização: clássicos e evolutivos/heurísticos (e.g. genéticos). Optimização estrutural: Optimização da topologia,do material, da forma e/ou das dimensões de estruturas e sistemas mecânicos. Funções objectivo e constrangimentos em projecto de estruturas e sistemas mecânicos. Análise de sensibilidades: diferenças finitas, analíticas, diferenciação automática e superfícies de resposta. Optimização multiobjectivo: Conceito de óptimo de Pareto, métodos de transformação e algoritmos genéticos. Aplicação das técnicas de optimização de estruturas e componentes mecânicos em problemas de mecânica estrutural, sistemas mecânicos e biomecânica. Como exemplos destacamos: optimização de cascas/placas laminadas, materiais compósitos, comportamento de veículos, identificação de sistemas mecânicos, projecto de implantes ortopédicos. Utilização dos programas ANSYS e MATLAB em análise e optimização de estruturas e componentes mecânicos.

Metodologia de avaliação

O processo de avaliação consiste em: 1 trabalho (25%) a realizar ao longo do semestre e 1 projecto (75%). O projecto tem nota mínima de 10 valores. A avaliação do projecto requer apresentação com discussão oral.

Bibliografia

Principal

Introduction to Optimum Design

Arora, J.

2004

Academic Press, 2nd


Elements of Structural Optimization

Haftka, R.T. and Gürdal, Z.

1992

3rd edition, Springer


Secundária

Applied Optimization with MATLAB Programming

P. Venkataraman

2012

Wiley, 2nd edition, 2009


Concepts and Applications of Finite Element Analysis

Cook, R. D., Malkus, D. S., Plesha, M. E.

2012

John Wiley & Sons, 4nd edition; 2002