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Estudo do efeito de incertezas na otimização estrutural (2010)

  • Authors:
  • Autor USP: GOMES, WELLISON JOSE DE SANTANA - EESC
  • Unidade: EESC
  • Sigla do Departamento: SET
  • Subjects: ESTRUTURAS (CONFIABILIDADE); ESTRUTURAS (OTIMIZAÇÃO)
  • Language: Português
  • Abstract: Este trabalho apresenta um estudo do efeito de incertezas na otimização estrutural. Tal efeito pode ser quantificado em termos de probabilidades de falha bem como do risco, ou custo esperado de falha. O estudo se baseia na comparação dos resultados obtidos através de três distintas formulações do problema de otimização estrutural: otimização determinística, otimização baseada em confiabilidade e otimização de risco estrutural. Para efeitos de comparação, informações sobre risco de falha estrutural (produto da probabilidade de falha pelo custo de falha) são incorporadas nas três formulações. A otimização determinística (DDO \2013 Deterministic Design Optimization) permite encontrar uma configuração estrutural que é ótima em termos mecânicos, mas não considera explicitamente a incerteza dos parâmetros e seus efeitos na segurança estrutural. Em conseqüência, a segurança da estrutura ótima pode ser comprometida, em comparação à segurança da estrutura original. A otimização baseada em confiabilidade (RBDO \2013 Reliability-Based Design Optimization) garante que a estrutura ótima mantenha um nível mínimo (e mensurável) de segurança. Entretanto, os resultados são dependentes da probabilidade de falha usada como restrição na análise. A otimização de risco estrutural (RBRO \2013 Reliability-Based Risk Optimization) aumenta o escopo do problema, buscando um balanço entre economia e segurança, objetivos estes que de uma forma geral competem entre si. Isto é possívelatravés da quantificação de custos associados à construção, operação e manutenção da estrutura, bem como das conseqüências monetárias de falha. A experiência mostra que problemas de otimização estrutural possuem muitos mínimos locais. Com o intuito de encontrar o mínimo global em todos os problemas de otimização estudados, são utilizados neste trabalho dois métodos de otimização heurísticos: algoritmos genéticos ) e método do enxame de partículas. Tendo a eficiência como objetivo, dois métodos com fundamentação matemática também são estudados: os métodos de Powell e de Polak-Ribiere. Finalmente, buscando uma relação de compromisso entre confiabilidade (capacidade de encontrar o mínimo global em todos os problemas) e eficiência, quatro algoritmos híbridos são construídos, combinando os quatro métodos citados anteriormente. Efeitos de incertezas na otimização estrutural são estudados através da comparação de soluções obtidas via diferentes formulações do problema de otimização. São apresentados alguns estudos de caso, enfatizando as diferenças entre os projetos ótimos obtidos por cada formulação. O estudo mostra que, em geral, a estrutura ótima só é encontrada pela formulação mais abrangente: a otimização de risco ou RBRO. O estudo mostra que, para que a formulação DDO encontre a mesma configuração ótima da formulação RBRO, é necessário especificar um coeficiente de segurança ótimo para cada modo de falha. De maneira semelhante, o estudo mostra que quando os custosassociados a diferentes modos de falha são distintos, a formulação RBDO somente resulta na estrutura ótima quando uma probabilidade de falha ótima é especificada como restrição para cada modo falha da estrutura
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 25.02.2010
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      GOMES, Wellison José de Santana; BECK, André Teófilo. Estudo do efeito de incertezas na otimização estrutural. 2010.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2010. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-23032010-092000/ >.
    • APA

      Gomes, W. J. de S., & Beck, A. T. (2010). Estudo do efeito de incertezas na otimização estrutural. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-23032010-092000/
    • NLM

      Gomes WJ de S, Beck AT. Estudo do efeito de incertezas na otimização estrutural [Internet]. 2010 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-23032010-092000/
    • Vancouver

      Gomes WJ de S, Beck AT. Estudo do efeito de incertezas na otimização estrutural [Internet]. 2010 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-23032010-092000/

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