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Modelos numéricos baseados no método dos elementos de contorno e método Level Set aplicados à otimização topológica de domínios anisotrópicos não homogêneos

Processo: 14/18928-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de fevereiro de 2015 - 31 de janeiro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
Pesquisador responsável:Edson Denner Leonel
Beneficiário:Edson Denner Leonel
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Pesq. associados: Matteo Bruggi
Assunto(s):Anisotropia  Método dos elementos de contorno  Métodos numéricos  Método Level Set 

Resumo

Este projeto de pesquisa trata do desenvolvimento de modelos numéricos baseados no acoplamento entre o Método dos Elementos de Contorno (MEC) e o Método Level Set (MLS) para a análise da otimização topológica de estruturas planas. A determinação de configurações estruturais que conduzam ao mínimo consumo de material e respeitem aos requisitos de integridade material é um dos objetivos principais em um projeto estrutural. Este objetivo poderá ser alcançado aplicando-se técnicas de otimização, uma vez que a minimização do volume de material estrutural empregado produzirá a maximização da eficiência portante. A evolução dos contornos geométricos da estrutura será efetuada, nos modelos numéricos previstos neste projeto, por meio do MLS. Este método possui reconhecida eficiência na análise da propagação de curvas e fornecerá o contorno estrutural mecanicamente mais eficiente com base em uma função velocidade. Esta função, que governará a velocidade da movimentação de cada ponto sobre o contorno estrutural, depende da intensidade das tensões de Von Mises atuantes nos pontos pertencentes ao contorno. Devido à ausência de aproximações sobre o domínio, possibilitada pelo MEC, este método numérico permite a determinação das tensões de Von Mises com grande precisão. Além disso, a redução de dimensionalidade de malha no MEC o torna perfeitamente compatível para o acoplamento com MLS, já que ambos os métodos requerem apenas informações do contorno da estrutura. Espera-se, como resultados deste projeto, o desenvolvimento de formulações numéricas e códigos computacionais para a análise da otimização topológica de estruturas compostas por materiais isotrópicos, anisotrópicos ou ambos de forma a contribuir com este domínio científico, sendo a geração de ferramentas numéricas aplicáveis na indústria um dos propósitos. (AU)

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
K. O. COELHO; E. D. LEONEL; J. FLÓREZ-LÓPEZ. An efficient mechanical-probabilistic approach for the collapse modelling of RC structures. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 12, n. 2, p. 386-397, Abr. 2019.
G. P. PELLIZZER; E. D. LEONEL; C. G. NOGUEIRA. Numerical approach about the effect of the corrosion on the mechanical capacity of the reinforced concrete beams considering material nonlinear models. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 11, n. 1, p. -, Fev. 2018.
FERREIRA CORDEIRO, SERGIO GUSTAVO; LEONEL, EDSON DENNER; BEAUREPAIRE, PIERRE. Quantification of cohesive fracture parameters based on the coupling of Bayesian updating and the boundary element method. Engineering Analysis with Boundary Elements, v. 74, p. 49-60, JAN 2017. Citações Web of Science: 3.
FERREIRA CORDEIRO, SERGIO GUSTAVO; LEONEL, EDSON DENNER. Cohesive crack propagation modelling in wood structures using BEM and the Tangent Operator Technique. Engineering Analysis with Boundary Elements, v. 64, p. 111-121, MAR 2016. Citações Web of Science: 5.
G. P. PELLIZZER; E. D. LEONEL; C. G. NOGUEIRA. Influence of reinforcement's corrosion into hyperstatic reinforced concrete beams: a probabilistic failure scenarios analysis. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 8, n. 4, p. -, Ago. 2015.

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