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
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2015
• Data de Término da vigência: 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
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: Matteo Bruggi
• Assunto(s): Anisotropia Método dos elementos de contorno Métodos numéricos Método Level Set
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Anisotropia | Domínios não Homogêneos | Fratura Coesiva | Método dos Elementos de Contorno | Método Level Set | otimização topológica | Métodos Numéricos

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)

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. (14/18928-2)

G. P. PELLIZZER; E. D. LEONEL; C. G. NOGUEIRA. Influência da corrosão de armaduras em vigas hiperestáticas em concreto armado: uma análise probabilística dos cenários de falha. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 8, n. 4, p. 479-490, 2015-08-00. (14/18928-2)

G. P. PELLIZZER; E. D. LEONEL; C. G. NOGUEIRA. Abordagem numérica sobre o efeito da corrosão de armaduras na capacidade mecânica de vigas em concreto armado ao longo do tempo considerando modelos não lineares dos materiais. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 11, n. 1, p. 26-51, 2018-02-00. (14/18928-2)

K. O. COELHO; E. D. LEONEL; J. FLÓREZ-LÓPEZ. Uma abordagem mecano-probabilística eficiente para a modelagem do colapso de estruturas em concreto armado. Rev. IBRACON Estrut. Mater., v. 12, n. 2, p. 386-397, 2019-05-20. (14/18928-2)

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. (14/18928-2)