Otimização de massa de estruturas treliçadas através do algoritmo meta-heurístico Firefly

Abstract

Este trabalho consiste na utilização do Algoritmo Meta-Heurístico Firefly (vagalume) para a otimização de massa de estruturas treliçadas. O algoritmo é baseado no comportamento natural dos vagalumes e seu padrão piscante, adaptados para a utilização em problemas de engenharia. Muitos métodos Heurísticos são utilizados com sucesso na resolução de problemas de engenharia, e este trabalho tem como objetivo demonstrar a eficiência desse algoritmo, comparando-se seus resultados com outros considerados benchmarks na literatura para estruturas já previamente testadas por outros autores. A função a ser otimizada, para todos os casos estudados, é o custo, representado pela massa total da estrutura. Para isso, será utilizado o Firefly, através do Software MATLAB, na resolução de três diferentes casos: a treliça plana de 10 barras, a treliça espacial de 25 barras e a treliça espacial de 72 barras. O trabalho encontrou resultados validando a eficiência do método, alcançando um resultado superior ao da literatura em dois dos três casos estudados. Conclui-se assim que a utilização do Firefly para o cálculo estrutural é válida, podendo ser superior a outros métodos já consagrados na literatura.

The work here represented consists on the utilization of the Firefly Algorithm for mass optimization of trusses. The algorithm is based on the natural behavior of fireflies and their flashing pattern, adapted to use in engineering problems. Heuristic methods such as the Firefly are successfully used in several engineering problems, and this work aims to demonstrate the algorithm efficiency, by comparing its results to benchmark results obtained in literature. The objective function to be optimized is the total cost, symbolized by the total mass of the structure. To obtain this, Firefly will be used through MATLAB software, to the three following examples: The 10 bar plane truss, the 25 bar spatial truss and the 72 bar spatial truss. The study found results that validate the method efficiency, achieving superior results than those found in literature in two of the cases presented, thus concluding that using Firefly Algorithm in Structural Engineering is valid, possibly with superior results than other benchmark methods.