Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes Filho, Hélio
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10894
Resumo: This work presents the optimization of the thickness of shells subjected to static and dynamic loading. The structural analysis is done by the Finite Element Method. A combination of the CST elements (Constant Strain Triangle) and DKT (Discrete Kirchhoff Theory) was used as the shell element, thus forming an element with fifteen degrees of freedom (three nodes with five degrees of freedom each) . The finite element mesh is generated for a unitary square domain and transformed for the domain analyzed by means of NURBS functions. These functions model the domain (surface) in study. We developed routines to optimize the thickness of the shell elements using the SQP (Sequential Quadratic Programming) method available as a tool of the Matlab software, using as constrains the maximum displacement and the minimum vibration frequency. Several examples were used to validate static and dynamic analysis routines, comparing results with consecrated literature and with models developed in the ANSYS Workbench software. As a final example, they propose a modeling for the Pampulha Church.
id UFES_062fd0ee3134bb94134e9b2763206450
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/10894
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Gonçalves Junior, EtereldesAlves, Élcio CassimiroGomes Filho, HélioSousa Junior, João Batista Marques deCamargo, Rodrigo Silveira2019-03-11T13:01:29Z2019-03-112019-03-11T13:01:29Z2018-12-18This work presents the optimization of the thickness of shells subjected to static and dynamic loading. The structural analysis is done by the Finite Element Method. A combination of the CST elements (Constant Strain Triangle) and DKT (Discrete Kirchhoff Theory) was used as the shell element, thus forming an element with fifteen degrees of freedom (three nodes with five degrees of freedom each) . The finite element mesh is generated for a unitary square domain and transformed for the domain analyzed by means of NURBS functions. These functions model the domain (surface) in study. We developed routines to optimize the thickness of the shell elements using the SQP (Sequential Quadratic Programming) method available as a tool of the Matlab software, using as constrains the maximum displacement and the minimum vibration frequency. Several examples were used to validate static and dynamic analysis routines, comparing results with consecrated literature and with models developed in the ANSYS Workbench software. As a final example, they propose a modeling for the Pampulha Church.Este trabalho apresenta a otimização da espessura de cascas sujeitas a carregamento estático e dinâmico. A análise estrutural é feita pelo Método dos Elementos Finitos. Utilizou-se como elemento de casca uma combinação dos elementos CST (Constant Strain Triangle) e DKT Discrete Kirchhoff Theory, formando assim um elemento com quinze graus de liberdade (três nós com cinco graus de liberdade cada). A malha de elementos finitos é gerada para um domínio quadrado unitário e transformada para o domínio analisado por meio de funções NURBS. Essa funções modelam o domínio (superfície) em estudo. Desenvolveu-se rotinas para otimização das espessuras dos elementos de cascas, por meio do método PQS (Programação Quadrática Sequencial) disponível como ferramenta do programa de computador Matlab, usando como restrições o deslocamento máximo e a frequência de vibração mínima. Diversos exemplos foram usados para validar as rotinas de análise estática e dinâmica, comparando resultados com a literatura consagrada e com modelos desenvolvidos no programa computacional ANSYS Workbench. Como exemplo final, propõem se uma modelagem para a Igrejinha da Pampulha.TextGOMES FILHO, Hélio. Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2018.http://repositorio.ufes.br/handle/10/10894porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia CivilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUFESBRCentro TecnológicoFEMDynamicsOptimizationShellsOtimizaçãoNURBSCascasMEFDinâmicaAnálise estrutural (Engenharia)Otimização estruturalCascas (Engenharia)Engenharia Civil624Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBSinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALHélio-Gomes-Filho-2018-trabalho.pdfapplication/pdf1556045http://repositorio.ufes.br/bitstreams/e9f7012f-95cc-4385-aa0a-957c62b4962c/downloada4501606cb92ef99e355de516d1e9ba8MD5110/108942024-06-28 16:08:26.459oai:repositorio.ufes.br:10/10894http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T16:08:26Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
title Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
spellingShingle Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
Gomes Filho, Hélio
FEM
Dynamics
Optimization
Shells
Otimização
NURBS
Cascas
MEF
Dinâmica
Engenharia Civil
Análise estrutural (Engenharia)
Otimização estrutural
Cascas (Engenharia)
624
title_short Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
title_full Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
title_fullStr Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
title_full_unstemmed Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
title_sort Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS
author Gomes Filho, Hélio
author_facet Gomes Filho, Hélio
author_role author
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Gonçalves Junior, Etereldes
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Alves, Élcio Cassimiro
dc.contributor.author.fl_str_mv Gomes Filho, Hélio
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Sousa Junior, João Batista Marques de
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Camargo, Rodrigo Silveira
contributor_str_mv Gonçalves Junior, Etereldes
Alves, Élcio Cassimiro
Sousa Junior, João Batista Marques de
Camargo, Rodrigo Silveira
dc.subject.eng.fl_str_mv FEM
Dynamics
Optimization
Shells
topic FEM
Dynamics
Optimization
Shells
Otimização
NURBS
Cascas
MEF
Dinâmica
Engenharia Civil
Análise estrutural (Engenharia)
Otimização estrutural
Cascas (Engenharia)
624
dc.subject.por.fl_str_mv Otimização
NURBS
Cascas
MEF
Dinâmica
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Engenharia Civil
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Análise estrutural (Engenharia)
Otimização estrutural
Cascas (Engenharia)
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 624
description This work presents the optimization of the thickness of shells subjected to static and dynamic loading. The structural analysis is done by the Finite Element Method. A combination of the CST elements (Constant Strain Triangle) and DKT (Discrete Kirchhoff Theory) was used as the shell element, thus forming an element with fifteen degrees of freedom (three nodes with five degrees of freedom each) . The finite element mesh is generated for a unitary square domain and transformed for the domain analyzed by means of NURBS functions. These functions model the domain (surface) in study. We developed routines to optimize the thickness of the shell elements using the SQP (Sequential Quadratic Programming) method available as a tool of the Matlab software, using as constrains the maximum displacement and the minimum vibration frequency. Several examples were used to validate static and dynamic analysis routines, comparing results with consecrated literature and with models developed in the ANSYS Workbench software. As a final example, they propose a modeling for the Pampulha Church.
publishDate 2018
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-12-18
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-03-11T13:01:29Z
dc.date.available.fl_str_mv 2019-03-11
2019-03-11T13:01:29Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv GOMES FILHO, Hélio. Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2018.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/10894
identifier_str_mv GOMES FILHO, Hélio. Otimização de estruturas de cascas com carregamento dinâmico com modelagem via NURBS. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2018.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/10894
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Civil
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro Tecnológico
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Mestrado em Engenharia Civil
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/e9f7012f-95cc-4385-aa0a-957c62b4962c/download
bitstream.checksum.fl_str_mv a4501606cb92ef99e355de516d1e9ba8
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1804309170887852032