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.