Otimização Topológica de Vigas com Aberturas na Alma
Karina Mota Rocha1; Rodrigo Bird Burgos1; André Tenchini da Silva1; Anderson Pereira2
1 UERJ; 2 PUC-Rio
doi:10.20906/CPS/CILAMCE2017-1233
Resumo
O uso eficiente de materiais é atualmente um tema de extrema relevância, o que tem levado engenheiros e pesquisadores à busca por estruturas ótimas. Tais soluções possuem melhor desempenho, sendo capazes de gerar economia de material com menores impactos ambientais e custos, sendo também mais leves devido ao seu volume reduzido. Menos sensíveis a deformações e mais resistentes, as vigas perfuradas (casteladas) são também mais leves do que perfis I com a alma cheia. Entretanto, quando submetidas a carregamentos, tais vigas sofrem com a ocorrência de altas concentrações de tensões, o que pode indicar que estas estruturas são suscetíveis a falhas localizadas. Desta forma, torna-se perceptível que estes furos não apresentam uma topologia ótima, o que naturalmente permite que essa remoção de material possa ser analisada do ponto de vista da otimização topológica. Este trabalho tem como primeiro objetivo encontrar uma nova topologia para as aberturas na alma de vigas perfuradas através do módulo de otimização do programa ABAQUS. Em um segundo momento, é feita uma análise comparativa dos resultados obtidos do ponto de vista estrutural (tensões e deslocamentos), a fim de avaliar o comportamento das vigas celulares e otimizadas, com o mesmo volume, tendo apenas como diferença entre si a distribuição e o formato dos furos ao longo da alma.
Palavras-chave: Otimização estrutural; Vigas perfuradas; Modelagem computacional