Optimização e Fiabilidade de Estruturas

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática; Álgebra; Estruturas; Probabilidades e Estatística; Métodos Numéricos; Elementos Finitos.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas com explicação pormenorizada dos conceitos, princípios e teoria fundamentais, apoiadas por meios audiovisuais e com resolução de alguns exercícios teórico-práticos, ajudando a enquadrar os assuntos e a sintonizá-los com a compreensão dos alunos.

Programação dos trabalhos práticos distribuídos nas aulas.

Discussão e esclarecimento de dúvidas relativas ao estudo ou ao desenvolvimento dos trabalhos.

Resultados de Aprendizagem

A primeira parte da unidade curricular consiste na familiarização de conceitos e técnicas de optimização de estruturas. São efectuadas aplicações para a análise e síntese de estruturas dúcteis por programação linear. Segue-se a optimização de estruturas elásticas com variáveis de dimensionamento contínuas. São apresentados métodos apropriados à resolução de problemas de variáveis discretas. Relativamente à fiabilidade de estruturas, apresentam-se técnicas para avaliação de fiabilidade de sistemas por métodos de nível II e III. Finalmente desenvolve-se a modelação do comportamento mecânico aleatório das estruturas resistentes e dos tipos de carregamento aplicado.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Optimização de Estruturas
1.1 Programação matemática. Condições de optimalidade.
1.2 Programação linear: Análise e síntese plástica limite.
1.3 Programação não-linear: Optimização com uma ou várias variáveis sem restrições. Optimização com restrições.
1.4 Optimização das secções em regime elástico. Optimização da forma.
1.5 Programação discreta: Árvores combinatórias e algoritmos genéticos.
1.6 Optimização de Estruturas com variáveis discretas.
2. Fiabilidade de Estruturas
2.1 Teoremas da probabilidade total e de Bayes. Modelos analíticos de fenómenos aleatórios.
2.2 Determinação empírica do tipo de distribuição. Estatística de extremos
2.3 Fiabilidade de nível II. Fiabilidade de Estruturas admitindo múltiplos modos de rotura.
2.4 Critérios de dimensionamento probabilístico: Regulamentos de segurança; Método dos segundos momentos.
2.5 Fiabilidade de nível III. Simulação de Monte Carlo, amostragem direccional e amostragem mais importante.
2.6 Optimização com restrições de fiabilidade.

Docente(s) responsável(eis)

Luís Miguel da Cruz Simões

Métodos de Avaliação

Avaliação
Exame: 50.0%
Relatórios dos trabalhos práticos : 50.0%

Bibliografia

1. Simões, L.M.C. -  “Optimização de Estruturas”, ST- Artes Gráficas , 2008.

2. Simões, L.M.C. -  “Fiabilidade de Estruturas”, ST- Artes Gráficas , 2008.

3. Haftka, R.T. ; Gurdal, Z. – “Elements of Structural Optimization”, Klewer, 1992.

4. Mitchell,M. – “Introduction to Genetic Algorithms”, MIT Press, 1996.

5. Ang, A.H.S, Tang, W.H. - Probability Concepts in Engineering Planning and Design, J.Wiley, 1982.