Otimização multiobjetivo de orientação contínua de fibras de materiais compostos

• Autor(a) principal: Santana, Pedro Bührer
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/172264
• topic: Engenharia mecânica; Multiobjective optimization; Composite material; Natural frequencies; QPSO; Continuous fiber orientation

Materiais compostos ganharam destaque na indústria como material intensamente usado em projeto aeroespacial e mecânico devido às suas características de rigidez e baixo peso. A possibilidade de projeto de peças de materiais compostos com a orientação contínua das fibras no plano na lâmina seguindo contornos suaves, torna ainda mais atrativo este material, uma vez que se potencializa de maneira mais racional toda a reserva de rigidez das fibras nas direções em que há mais solicitação, reserva esta desperdiçada num projeto com lâminas de uma só orientação. Este trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia para a otimização do comportamento dinâmico de material composto a partir da definição da orientação contínua das fibras do material. Curvas parametrizadas são utilizadas para a definição da orientação continua das fibras e os pontos de controle assumidos como parâmetros de projeto durante a otimização. Um algoritmo metaheurístico multiobjetivo MOQPSO (Multiobjective Quantum Particle Swarm Optimization) é utilizado como ferramenta de otimização devido as suas características desejáveis de boa convergência e menos chances de ficar preso em mínimos locais. Um exemplo de uma placa composta é utilizado para maximizar a relação entre as duas primeiras frequências naturais (separação de frequências) e os resultados comparados com soluções assumidas como ótimas. Outro exemplo de otimização multiobjetiva de material composto é utilizado e comparado com soluções da literatura (que utilizou um algoritmo melhorado NSGA-II) levando em conta o índice de Tsai-Wu e o índice de Praticidade (valor que define a facilidade de execução das orientações contínuas das fibras). Ao final, os resultados obtidos de orientação das fibras no composto mostraram-se praticamente idênticos àqueles da literatura confirmando a validade da metodologia proposta.