Otimização robusta multiobjetivo de compósitos constituídos por polímero reforçado por fibra - Kozub, Vsevolod (2016)
O comportamento mecânico dos materiais compósitos é muito complexo, uma vez que estes não são homogéneos nem isotrópicos. Estes materiais, tal como quaisquer outros, são sujeitos a variabilidades nas suas propriedades mecânicas e geométricas. É impossível eliminar a variabilidade totalmente, porque esta resulta da incerteza inerente à natureza, podendo ter uma influência crítica na resistência, absorção de energia e falha de uma estrutura constituída por materiais compósitos. A otimização robusta procura minimizar os efeitos da variabilidade. No presente trabalho é discutida a incerteza em compósitos e é estudada a possibilidade de otimização robusta multiobjetivo de materiais compósitos de matriz polimérica reforçada por fibras sujeitos à incerteza. Para isso, foi desenvolvido um conjunto de códigos em MATLAB que, para uma dada configuração de um compósito laminado, gera uma superfície de resposta e usa-a para estimar o desvio padrão da resposta do compósito à solicitação aplicada. A resposta do material foi definida como sendo a sua tensão de colapso que é atingida após o material sofrer um dano inicial. A simulação numérica do dano progressivo é feita através de um código MATLAB empregue em conjunto com o ANSYS Mechanical APDL. Esse código faz todo o processamento do dano pois o ANSYS executa apenas análises lineares. O código MATLAB permitiu eliminar a discretização do carregamento feita no ANSYS que introduzia uma variabilidade de tamanho desconhecido nos resultados. No presente trabalho é avaliada a capacidade do ANSYS Mechanical APDL de simular dano progressivo. Para este propósito é, também, testado o Helius PFA. Além disso, é resolvido um problema publicado de otimização clássica mostrando resultados melhores que os originais. Por fim, é resolvido, como exemplo, um problema de otimização robusta aplicando as ferramentas desenvolvidas.