A Procedure for Automated Minimum Weight Structural Design: Part II: Applications

Abstract

SummaryThis paper presents the application to a number of structural design problems of a procedure for determining minimum weight member sizes. Included are examples of trussed and stiffened plate structures and experience with computational times for a wide range of problem sizes.

Optimization criteria and algorithms for bar structures made of work-hardening elasto-plastic materials

“…Efficient algorithms for the optimization of statically indeterminate structures have been developed by Gellatly and Berke (1974), and Komarov (1965) on the basis of similar results concerning the equal stress level for optimal statically determinate structures. In this section, in view of the above assumptions, we shall propose algorithms that can be reduced to the wellknown ones (Gellatly and Berke 1974;Komarov 1965) when strains are elastic.…”

“…O" a This formula may be used for an iterative recalculation of the parameters for statically indeterminate trusses by virtue of analogy with the linear-elastic case (Gellatly and Berke 1974). The algorithm (16) is traditionally called fully stressed design algorithm (FSDA).…”

“…Actually this formulation of the problem takes into account physical nonlinearity only. It is well-known that energy optimization criteria prove to be advantageous for the development of efficient numerical algorithms in linear-elastic problems (Gellatly and Berke 1974). Therefore, it is natural to hope that this approach will also be fruitful in nonlinear problems.…”

Otimização de estruturas com fluido contido sujeita a múltiplos carregamentos.

“…The results obtained are satisfactory, since the final structure obtained has a significant reduction in its weight. Com relação à técnica de otimização paramétrica a literatura é ampla e diversos livros abordam a teoria de maneira clara e prática, apresentando abordagem teórica semelhante (HAFTKA;GÜRDAL, 1991;GILL;MURRAY;WRIGHT, 2003;PAPALAMBROS;WILDE, 2000).…”

“…3.1 -(a e b) Exemplo de estruturas deMichell (1904), (c e d) estruturas obtidas por OT.Somente com o surgimento do computador, e conseqüente viabilização do MEF é que problemas práticos de otimização estrutural paramétricas passaram a ser estudados. Assim, por exemplo,Gellatly e Gallagher (1966), apresentam um estudo de otimização paramétrica já utilizando o MEF, em conjunto com o conceito de "Fully Stressed Design (FSD)", ou seja, onde toda estrutura é sujeita a tensão máxima admissível, e algoritmo de otimização "Steepest Descent"(MOHR, 1994a).Uma revisão mais detalhada sobre o tema, incluindo aspectos históricos pode ser obtida em Rozvany; Bendsøe e Kirsch (1995). técnicas de otimização estrutural são vastamente encontradas na literatura, e apresentam basicamente três abordagens: otimização paramétrica, de forma e topológica.Na otimização paramétrica, a estrutura de forma pré-definida é caracterizada por parâmetros, como exemplo, altura da alma h, espessura t e largura b do flange de uma viga em I mostrados na Figura 3.2.…”