Análise e otimização de microestruturas com critérios de tensão usando cálculo paralelo

• Autor(a) principal: Palma, David Bernardino
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/41285
• topic: Otimização; Topologia; Microestrutura; Tensão; Compósitos; Homogeneização; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

Esta dissertação tem como principal foco a análise e otimização de materiais celulares aplicando constrangimentos de tensão. O modelo material considerado neste trabalho é um compósito de microestrutura periódica com duas fases (sólido e vazio) representado por uma célula de base unitária. Recorre-se à teoria da homogeneização de modo a traduzir as propriedades elásticas do meio heterogéneo dos materiais compósitos em propriedades equivalentes para o meio homogéneo. Recorre-se ao cálculo paralelo tanto para o cálculo das derivadas dos constrangimentos por diferenças finitas como para resolver os casos de carga da teoria da homogeneização. É realizado um estudo acerca da eficiência da paralelização da homogeneização, comparando os tempos de execução da mesma com diferentes malhas e recorrendo a um diferente número de processadores. A aplicação de constrangimentos de tensão em problemas de otimização de topologia é estudada nesta dissertação, recorrendo aos métodos de relaxamento de tensão -relaxation, qp-approach e damage-approach. Os resultados mostram que a paralelização da homogeneização reduz eficazmente o tempo de cálculo. Os resultados das otimizações das células unitárias mostram que se obtêm resultados idênticos recorrendo ao qp-approach e ao -relaxation e que as soluções obtidas quando se recorre ao damage approach são comparáveis aos anteriores e que é possível ter uma tensão máxima bastante próxima da tensão admissível quando se recorre a este método de relaxamento.