Otimização de estruturas reticuladas utilizando algoritmos genéticos

Abstract

Esta pesquisa apresenta um procedimento e uma aplicação de software para otimizar peso e deslocamento de estruturas reticuladas, por meio da mudança das áreas das seções transversais e da forma de treliças planas e espaciais. Para tanto, foi utilizada a combinação do Algoritmo Genético como método de busca heurística conjuntamente com Elementos Finitos lineares tipo barra para avaliação estática. Neste processo, foram considerados restrições de tensão e deslocamentos nodais. Através de processos cíclicos do Algoritmo Genético e utilizando os operadores genéticos probabilísticos de seleção, cruzamento, mutação e elitismo, determinou-se uma família de possíveis soluções que ao longo das gerações levou a uma solução ótima. Este trabalho utilizou como ferramenta de programação as linguagens Python e Julia. Para a validação da metodologia, foram utilizados exemplos de otimização de treliças bidimensionais e tridimensionais submetidas a carregamento estático e sujeitas a restrições de tensão e deslocamentos. Os resultados são comparados com os obtidos por outros autores. Esses resultados demonstram que a metodologia implementada permite a obtenção de estruturas que satisfazem às condições inicialmente impostas com uma evidente redução de peso e deslocamento.