Otimização topológica de estruturas sob interação solo-estrutura.

Autor(es)

Rômulo Luz Cortez

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC)
• Data de defesa: 2022-06-28

Membros da banca

Renato Picelli Sanches; Josué Labaki Silva; William Martins Vicente

• Orientador: Renato Picelli Sanches

Resumo

A otimização topológica abre novas perspectivas para o projeto de engenharia estrutural por meio de layouts otimizados. A ideia é encontrar layouts estruturais com desempenho aprimorado independente da experiência do projetista. Conforme a complexidade das condições de contorno aumenta, novos métodos computacionais precisam ser desenvolvidos. Uma classe de problemas inexplorados diz respeito ao projeto de estruturas sobre solo elástico em contrapartida a suportes rígidos. Neste contexto, este projeto de mestrado propõe e investiga o método de otimização topológica aplicado a problemas de interação solo-estrutura. Neste esquema, o solo e a estrutura são modelados separadamente com o Método dos Elementos de Contorno Indiretos (IBEM do inglês Indirect Boundary Element Method) e com o Método dos Elementos Finitos (FEM do inglês Finite Element Method), respectivamente. A resposta da estrutura interagindo com o solo é obtida impondo condições de continuidade e equilíbrio na interface. O método de Otimização Topológica de Estruturas Binárias (TOBS do inglês Topology Optimization of Binary Structures) é escolhido para resolver o problema de maximização da rigidez de uma estrutura sujeita a uma restrição de volume. Os resultados numéricos mostram que os efeitos da iteração solo-estrutura são relevantes ao projetar uma estrutura via otimização topológica para diferentes razões de rigidez estrutura-solo. Além disso, os resultados mostram que a presença de vazios no solo altera sua flexibilidade, independentemente das propriedades constitutivas do solo e que isso altera significativamente a estrutura otimizada. (AU)

• Processo FAPESP: 19/26281-2 - Otimização topológica de fundações estruturais offshore
• Beneficiário: Rômulo Luz Cortez
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado