Otimização topológica simultânea à localização de atuadores em estruturas
Abstract
Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia geral e integradora
para o projeto simultâneo de otimização topológica e localização de atuadores
em estruturas. Dois problemas são abordados: um que considera atuadores proporcionais
e outro que considera atuadores piezoelétricos. A otimização topológica considera
três fases materiais: duas referentes a materiais sólidos e uma sem material.
Uma variável de projeto é considerada para cada fase material referente aos materiais
sólidos. Um destes materiais sólidos é reservado para a parte puramente estrutural
enquanto o outro é destinado a representar as regiões da estrutura mais propícias
para a alocação de atuadores. Em ambos os problemas, o controle é estático e a
otimização topológica é feita pela minimização da flexibilidade. A análise de sensibilidades
para a obtenção das equações de equilíbrio e das derivadas da função objetivo
com relação às variáveis de projeto é desenvolvida para cada problema. Para obter os
resultados numéricos, os modelos estruturais foram discretizados em elementos finitos
e um algoritmo apropriado foi implementado em Matlabr. As simulações numéricas
mostram que a metodologia utilizada neste trabalho pode produzir uma topologia estrutural
bem definida indicando o melhor posicionamento para atuadores. Finalmente,
vale ressaltar que os resultados obtidos concordam perfeitamente com outros obtidos
por meio de procedimentos mais simples, que realizam otimização topológica e
controle em processos não simultâneos.
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