Otimização multiobjetivo de placas de materiais compósitos

Abstract

Com a introdução de materiais compósitos em áreas de engenharia, a necessidade de melhorar seus projetos e reduzir custo de manufatura cresceu juntamente com suas aplicações. No entanto, as funções objetivo para cada aplicação possuem relações antagônicas em relação as demais, como: frequência fundamental, carga de flambagem e rigidez efetiva. Estas variáveis de projeto podem ser otimizadas individualmente, mas fazer isto comprometeria a confiabilidade das demais. Portanto, para que seja elaborado um estudo que tenha orientação da fibra como um parâmetro único, uma ferramenta de otimização multiobjetivo foi implementada para ser resolvida de forma computacional antes de ser experimentado. Neste trabalho os ângulos em cada camada são avaliados em relação às funções objetivo escolhidas e plotados em soluções ótimas de Pareto. A metodologia apresentada pode ser utilizada como referência para experimentos e projetos ótimos de placas de materiais compósitos.

With the introduction of composite materials in the engineering field, the need for better designed materials and cheaper manufacturing has grown alongside it. However, the objective functions required for each application may be antagonistic in relation to others, such as the fundamental frequency, buckling load and effective stiffness. These design variables can be optimized individually, but in doing so it compromises the integrity of the others. Therefore in order to elaborate a study with ply orientation as a single parameter, a multiobjective optimization tool is implemented to perform computational solving prior to experimentation. In this work the angles of each ply is evaluated in relation to the determined objective functions and plotted in Pareto-optimal solutions. The methodology presented can be used for experimentations reference and ideal optimized design of laminated composite plates.