Otimização de estruturas reticuladas planas com comportamento geometricamente não linear
Ano de defesa: | 2006 |
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Orientador(a): | |
Banca de defesa: | |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Goiás
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Programa de Pós-Graduação: |
Mestrado em Engenharia Civil
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Departamento: |
Engenharias
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País: |
BR
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Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/678 |
Resumo: | The aim of this work is to present a formulation and corresponding computational implementation for sizing optimization of plane frames and cable-stayed columns considering geometric non liner behavior. The structural analysis is based on the finite element method using the updated lagrangian approach for plane frame and cable elements, which are represented by plane truss elements. The non linear system is solved by the Newton-Raphson method coupled to load increment strategies such as the arch length method and the generalized displacement parameter method, which allow the algorithm to transpose any critical point that happen to appear along the equilibrium path. In the optimization process the design variables are the heights of the crosssection of the frame elements, the objective function represents the volume of the structure and the constraints impose limits to displacements and critical load. Lateral constraints impose limits to the design variables. The finite difference method is used in the sensitivity analysis of the displacement and critical load constraints. The optimization process is carried out using three different optimization strategies: the sequential quadratic programming algorithm; the interior points algorithm; and the branch and bound method. Some numerical experiments are carried out so as to test the analysis and the sensitivity strategies. Numerical experiments are presented to show the validity of the implementation presented in this dissertation. |
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ALMEIDA, Sylvia Regina Mesquita dehttp://lattes.cnpq.br/1855764480221018http://lattes.cnpq.br/4225527084676327ASSIS, Lilian Pureza de2014-07-29T15:03:39Z2010-05-042006-10-20ASSIS, Lilian Pureza de. Optimization of plane frame structures with behavior geometrically nonlinear. 2006. 151 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2006.http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tde/678The aim of this work is to present a formulation and corresponding computational implementation for sizing optimization of plane frames and cable-stayed columns considering geometric non liner behavior. The structural analysis is based on the finite element method using the updated lagrangian approach for plane frame and cable elements, which are represented by plane truss elements. The non linear system is solved by the Newton-Raphson method coupled to load increment strategies such as the arch length method and the generalized displacement parameter method, which allow the algorithm to transpose any critical point that happen to appear along the equilibrium path. In the optimization process the design variables are the heights of the crosssection of the frame elements, the objective function represents the volume of the structure and the constraints impose limits to displacements and critical load. Lateral constraints impose limits to the design variables. The finite difference method is used in the sensitivity analysis of the displacement and critical load constraints. The optimization process is carried out using three different optimization strategies: the sequential quadratic programming algorithm; the interior points algorithm; and the branch and bound method. Some numerical experiments are carried out so as to test the analysis and the sensitivity strategies. Numerical experiments are presented to show the validity of the implementation presented in this dissertation.O objetivo deste trabalho é a otimização de dimensões de pórticos planos e de colunas estaiadas planas pela minimização do volume da estrutura, considerando os efeitos da não-linearidade geométrica em seu comportamento. A formulação utiliza, para análise das estruturas, elementos finitos de pórtico e de treliça planos e referencial lagrangeano atualizado. O método de Newton-Raphson foi utilizado como estratégia para solução do sistema de equações não lineares. Foram acopladas estratégias especiais para ultrapassagem de pontos críticos que possam existir ao longo da trajetória de equilíbrio, tais como o comprimento de arco cilíndrico e o controle dos deslocamentos generalizados. Na otimização, as variáveis de projeto são as alturas das seções transversais dos elementos, a função objetivo é o volume do material e as restrições dizem respeito a limitações impostas a deslocamentos e à carga limite, além de limitações impostas aos valores das variáveis. A sensibilidade da função objetivo foi obtida por diferenciação direta e a sensibilidade das restrições pelo método das diferenças finitas. Foram utilizados o algoritmo de programação quadrática seqüencial, PQS, o algoritmo de pontos interiores, PI, e o algoritmo de Branch and Bound, B&B. São apresentados exemplos de validação das estratégias de análise não linear e da análise de sensibilidade, além dos exemplos de validação da formulação empregada para a otimização resolvidos pelos métodos implementados.Made available in DSpace on 2014-07-29T15:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lilian pureza.pdf: 2774999 bytes, checksum: 2a074d04ee02c7e1c87fdbe8c2c68ef6 (MD5) Previous issue date: 2006-10-20application/pdfhttp://repositorio.bc.ufg.br/TEDE/retrieve/3258/lilian%20pureza.pdf.jpgporUniversidade Federal de GoiásMestrado em Engenharia CivilUFGBREngenhariasOtimizaçãoprogramação quadrática seqüencialalgoritmo de pontos interioresbranch and boundanálise não linear geométricapórticos planoscolunas estaiadas1. Estruturas Otimização 2. Programação quadrática seqüencial 3. Algoritmo de pontos interiores 4. Análise não linear geométrica 5. Pórticos planos 6. Colunas estaiadasOptimizationsequential quadratic programminginterior points algorithmbranch and boundnon linear geometric analysisplane framescable stayed columnsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURASOtimização de estruturas reticuladas planas com comportamento geometricamente não linearOptimization of plane frame structures with behavior geometrically nonlinearinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFGinstname:Universidade Federal de Goiás (UFG)instacron:UFGORIGINALlilian pureza.pdfapplication/pdf2774999http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/af99c0ed-b618-45a7-a77d-e7004f80e755/download2a074d04ee02c7e1c87fdbe8c2c68ef6MD51TEXTlilian pureza.pdf.txtlilian pureza.pdf.txtExtracted Texttext/plain253535http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/744c3c73-1e3d-49da-ae77-bcac02d54af3/download80bbd07c58c3518849c07a4262353aa7MD52THUMBNAILlilian pureza.pdf.jpglilian pureza.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1943http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/4076e729-7752-429b-b2e3-2f2e79909e21/downloadcc73c4c239a4c332d642ba1e7c7a9fb2MD53tde/6782014-07-30 03:04:08.459open.accessoai:repositorio.bc.ufg.br:tde/678http://repositorio.bc.ufg.br/tedeBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://repositorio.bc.ufg.br/PUBhttps://repositorio.bc.ufg.br/tede_oai/requesttesesdissertacoes.bc@ufg.br ||tesesdissertacoes.bc@ufg.bropendoar:32082014-07-30T06:04:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)false |
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