Otimização de placas compostas laminadas utilizando superfície de resposta e algoritmos genéticos
Juliane Tosin Fernandes1; Marco Antonio Luersen1; Jucelio Tomás Pereira2
1 UTFPR; 2 UFPR
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0867
Resumo
O presente trabalho tem por objetivo aplicar as técnicas de superfície de resposta e algoritmos genéticos na otimização de placas de materiais compostos laminados. A técnica da superfície de resposta é utilizada para se obter um modelo aproximado do comportamento da estrutura, denominado de modelo substituto ("surrogate model") ou simplesmente superfície de resposta. O modelo subtituto é construído com os resultados de um número limitado de avaliações de um modelo mais detalhado e complexo, este último obtido, por exemplo, através de uma modelagem via elementos finitos. Em seguida o modelo substituto, o qual é mais rápido de ser avaliado em relação ao modelo detalhado, é otimizado através de um algoritmo genético. Desta forma reduz-se o custo computacional do processo de otimização.Problemas típicos a serem abordados são a minimização de massa e a maximização da rigidez e da carga crítica de flambagem de estruturas de materiais compostos laminados, sumetidas à carregamentos e condições de contorno conhecidos. Como restrição tem-se um critério de falha para esses materiais, tendo como variáveis de projeto as orientações das lâminas, o número de lâminas e o tipo de material. Tais problemas recaem na otimização de uma função multimodal, com variáveis discretas ou mistas, o que justifica a utilização de algoritmos genéticos. Neste artigo são apresentados aspectos teóricos, detalhes da metodologia das técnicas a serem empregadas e resultados de problemas aplicados a placas laminadas como a maximização da frequência fundamental e a maximização da carga de flambagem, bem como uma análise da redução de tempo de resolução com a utilização do método da superfície de resposta.
Palavras-chave: Superfície de resposta; Algoritmo genético; Materiais compostos laminados; Otimização