Otimização topológica considerando incertezas com critério de falha em tensão (2019)
- Authors:
- Autor USP: SILVA, GUSTAVO ASSIS DA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- Subjects: TENSÃO ESTRUTURAL; MÉTODO DE MONTE CARLO; FALHA
- Keywords: Otimização topológica; Otimização baseada em confiabilidade; Otimização robusta; Lagrangiano aumentado
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Hoje em dia, é amplamente reconhecido que o projeto de estruturas otimizadas deve ser robusto em relação a incertezas nas forças, geometria e propriedades do material. Entretanto, existem diversas alternativas para considerar tais incertezas em problemas de otimização estrutural. Esta tese apresenta quatro formulações para lidar com incertezas no problema de otimização topológica com restrição de tensão. As três primeiras são desenvolvidas para lidar com incertezas na intensidade e direção das forças aplicadas: 1) formulação robusta probabilística, onde substituem-se as restrições de tensão originais por uma soma ponderada entre os seus valores esperados e desvios padrão, obtidos por meio do método de perturbação de primeira ordem; 2) formulação baseada em confiabilidade, onde consideram-se restrições de tensão probabilísticas; o problema é formulado por meio de uma abordagem acoplada de primeira ordem; 3) formulação robusta não probabilística, onde considera-se o pior cenário possível para as restrições de tensão; o problema é formulado com uma abordagem acoplada de otimização com anti-otimização. A quarta formulação não segue o padrão das três primeiras; diferente das demais, esta é desenvolvida para lidar com incerteza uniforme de manufatura: 4) formulação robusta de três campos, onde três topologias são consideradas de forma simultânea durante o processo de otimização, de forma a simular possíveis imperfeições que possam ocorrer devido a erros de manufatura. As quatro abordagens são bastante diferentes na forma de lidar com as incertezas; no entanto, o procedimento de solução é o mesmo: a abordagem baseada em densidade é empregada na parametrização material, enquanto que o método do Lagrangiano aumentado é empregado para solucionar o problema resultante, de forma a lidar com o elevado número de restrições de tensão.Diversos exemplos são solucionados para mostrar a aplicabilidade das formulações propostas. Os exemplos são posteriormente verificados através da Simulação de Monte Carlo e comparados com os resultados determinísticos. Os resultados mostram que as estruturas obtidas com a abordagem tradicional determinística são extremamente sensíveis a incertezas. As formulações desenvolvidas nesta tese, por outro lado, mostraram-se alternativas válidas a formulação determinística, fornecendo resultados robustos e confiáveis na presença de incertezas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2019
- Data da defesa: 19.02.2019
-
ABNT
SILVA, Gustavo Assis da. Otimização topológica considerando incertezas com critério de falha em tensão. 2019. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2019. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26032019-122856/. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Silva, G. A. da. (2019). Otimização topológica considerando incertezas com critério de falha em tensão (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26032019-122856/ -
NLM
Silva GA da. Otimização topológica considerando incertezas com critério de falha em tensão [Internet]. 2019 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26032019-122856/ -
Vancouver
Silva GA da. Otimização topológica considerando incertezas com critério de falha em tensão [Internet]. 2019 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26032019-122856/ - Topology optimization of compliant mechanisms with stress constraints and manufacturing error robustness
- Robust topology optimization of compliant mechanisms with uncertainties in output stiffness
- Topology optimization of compliant mechanisms considering stress constraints, manufacturing uncertainty and geometric nonlinearity
- Three-dimensional manufacturing tolerant topology optimization with hundreds of millions of local stress constraints
- Stress-constrained topology optimization considering uniform manufacturing uncertainties
- Non-probabilistic robust continuum topology optimization with stress constraints
- Local versus global stress constraint strategies in topology optimization: a comparative study
- Comparison of robust, reliability-based and non-probabilistic topology optimization under uncertain loads and stress constraints
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