Divisão de Engenharia Civil Ano: 2004
(Turma 2004, TGs 2004)
Título: Otimização de Placas de Alumínio
Reforçadas Sujeitas à Flambagem (pdf
934 kB)
Autor: Eric Luis Barroso Cavalcante
Orientadores: Prof. Eliseu Lucena Neto e M.Sc. Marcelo Augusto da Mata
Machado (Embraer S/A)
Relator: Prof. José Antônio Hernandes
Ano: 2004
Resumo:
Placas retangulares de alumínio reforçadas numa das direções
e sujeitas a flambagem provocada por uma compressão uniaxial na
direção dos reforçadores são estruturas de
aplicação usual, principalmente no extradorso ou intradorso
de asas de aeronaves. O presente trabalho trata do projeto dessas placas
com minimização da peso. A largura e o comprimento da placa
são parâmetros conhecidos. As variáveis de projeto
são o número de reforçadores, sua espessura e altura
e a espessura do revestimento. São especificadas restrições
geométricas relativas às próprias variáveis
de projeto e restrições estruturais referentes à carga
de flambagem local (reforçadores e revestimento entre reforçadores)
e à carga de flambagem global. Um outro tipo de restrição
que deve ser considerada é o fato de ser inteiro o número
de semi-ondas dos modos de flambagem local. A ferramenta de otimização
utilizada é o Solver da planilha eletrônica ExcelTM da Microsoft
que utiliza o método do gradiente reduzido generalizado.
Abstract:
Aluminum rectangular plates axially reinforced and compressed are structures
of usual application mainly as part of the lower and upper aircraft wing
skin. The present work aims the design of these plates with minimum weight.
The plate width and length are known parameters and the stiffeners are
assumed to be uniformly spaced. The design variables are the number of
stiffeners, its width and height and the skin thickness. Geometric constraints
related to the design variables and structural constraints related to local
buckling (stiffeners and skin between stiffeners) and to global buckling
are specified. Another type of constraint which must be considered is the
discrete-value nature of the number of half-waves of the local buckling
modes. The optimization is performed by the Microsoft Excel Solver which
uses the generalized reduced gradient method.