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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3EGBG| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Método das somas ponderadas aplicado à otimização multiobjetivo de estruturas lineares e não lineares usando computação evolucionária |
| Authors: | Walliston dos Santos Fernandes |
| First Advisor: | Marcelo Greco |
| First Referee: | Felicio Bruzzi Barros |
| Second Referee: | Ricardo Luiz U de Freitas Pinto |
| Third Referee: | Rodney Rezende Saldanha |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Edson Denner Leonel |
| Abstract: | A Otimização Topológica de estruturas no regime estático, linear e não linear físico e geométrico, considerando problemas multiobjetivo é o foco desta Tese. Para a realização desse processo, uma formulação heurística evolucionária denominada SESO (Smoothing Evolutionary Structural Optimization) é utilizada em conjunto com o Método dos Elementos Finitos (MEF). Ao se considerar um problema multiobjetivo, é necessário também adotar uma metodologia para a ponderação das alternativas disponíveis a fim de se escolher a topologia ótima. Por isso, o Processo Hierárquico de Análise (AHP) foi abordado, uma vez que a teoria que envolve essa metodologia é capaz de lidar com a avaliação subjetiva de alternativas, segundo múltiplos critérios, de forma simples e hierárquica. Além disso, o Método das Somas Ponderadas (WSM) atua em conjunto com o AHP a fim de organizar numericamente, em termos de critério de decisão, o conjunto de alternativas disponíveis ao longo de toda a análise de otimização. Tudo isso foi implementado em um algoritmo desenvolvido em linguagem Python®, organizado sistematicamente para ser o arquivo de entrada do software livre de análise numérica no programa de análise estrutural Code-Aster® que, por sua vez, pertence ao programa de modelagem na interface Salome-Meca® o qual conta com uma interface gráfica amigável para pré e pós-processamento da análise. Finalmente, em paralelo, o trabalho complementa com o desenvolvimento de uma interface computacional no programa Lazarus®, um software livre que configura uma opção alternativa ao Borland Delphi®, para as adaptações que forem necessárias para o bom funcionamento do algoritmo SESO, a fim de se realizar as análises pertinentes e avaliar os resultados obtidos através da minimização do vetor gerado pelo WSM. Os nove exemplos lineares demonstram o funcionamento do código, incluindo a comparação de alguns resultados que podem ser encontrados na literatura. Os três exemplos não lineares, além disso, destacam diferenças e/ou semelhanças nas topologias ótimas entre os tipos de análise realizadas nesta Tese. |
| Abstract: | Topological optimization of structures with static behavior, both linear and physical and geometric nonlinear, considering multi-objective problems is the main of this work. In order to do this process, an evolutionary and heuristic formulation called SESO (Smoothing Evolutionary Structural Optimization) is used together with the Finite Element Method (FEM). When considering a multi-objective problem, it is also necessary to select a methodology according to the alternatives available in order to choose the optimal topology. Therefore, the Analytic Hierarchy Process (AHP) has been used, since all the theory about this method is able to deal with evaluation of subjective alternatives, according to multiple criteria, in a simple and hierarchical manner. Furthermore, the Weighted Sum Method (WSM) works together with the AHP to organize numerically the set of alternatives available throughout the optimization analysis, in terms of decision criteria. During all this process, it was implemented in an algorithm developed in Python® programming language that serves as the input file to the free numerical software for multi-physics analysis Code-Aster®, which belongs to Salome-Meca® modeling program, which has a friendly GUI for pre and post processing analyses. Finally, in parallel, the work complements the development of a computational interface in Lazarus, that is a free alternative software comparing with Borland Delphi, for the necessary adjustments for the proper functioning of SESO algorithm in order to perform relevant analyzes and evaluate the results obtained by minimizing the vector that was generated by the WSM. The nine linear examples show the operation code, including the comparison of results that can be found in the literature. The three nonlinear examples show differences and/or similarities between the optimal topologies among the analysis performed in this thesis. |
| Subject: | Computação evolucionária Engenharia de estruturas |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3EGBG |
| Issue Date: | 12-Jul-2016 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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