Otimização de Estruturas de Cascas Com Carregamento Dinâmico Com Modelagem Via Nurbs

Abstract

Este trabalho apresenta a otimização da espessura de cascas sujeitas a carregamento estático e dinâmico. A análise estrutural é feita pelo Método dos Elementos Finitos. Utilizou-se como elemento de casca uma combinação dos elementos CST (Constant Strain Triangle) e DKT Discrete Kirchhoff Theory, formando assim um elemento com quinze graus de liberdade (três nós com cinco graus de liberdade cada). A malha de elementos finitos é gerada para um domínio quadrado unitário e transformada para o domínio analisado por meio de funções NURBS. Essa funções modelam o domínio (superfície) em estudo. Desenvolveu-se rotinas para otimização das espessuras dos elementos de cascas, por meio do método PQS (Programação Quadrática Sequencial) disponível como ferramenta do programa de computador Matlab, usando como restrições o deslocamento máximo e a frequência de vibração mínima. Diversos exemplos foram usados para validar as rotinas de análise estática e dinâmica, comparando resultados com a literatura consagrada e com modelos desenvolvidos no programa computacional ANSYS Workbench. Como exemplo final, propõem se uma modelagem para a Igrejinha da Pampulha.