Belinha, Jorge Américo de Oliveira PintoMonteiro, Emanuel Videira2021-01-272021-01-272020http://hdl.handle.net/10400.22/16773A otimização estrutural é a área da ciência que procura obter a melhor configuração para um conjunto de variáveis, maximizando a performance da estrutura e ao mesmo tempo minimizando os custos associados. Esta área é de grande importância não apenas pela sua contribuição a nível económico, mas também porque permite minimizar o consumo de recursos naturais e, consequentemente, a poluição ambiental. Nos últimos anos, devido ao forte crescimento das tecnologias computacionais, a otimização estrutural tem demonstrado ser um processo de grande relevância na indústria. Tendo surgido, neste contexto, novas técnicas e softwares de cálculo capazes de executarem este processo com maior eficiência. Atualmente, a otimização estrutural topológica é tipicamente efetuada recorrendo ao método dos elementos finitos (MEF). No entanto, nos últimos anos, têm surgido novos métodos capazes de ultrapassar determinados problemas existentes no MEF relacionados com a geração da malha e precisão dos resultados. Os métodos sem malha são técnicas de discretização alternativas que possibilitam a obtenção de soluções aproximadas do problema, sem a necessidade, tal como o nome indica, de uma malha de discretização estruturada. Nos últimos anos, a área da mecânica computacional relacionada com a otimização estrutural tem crescido significativamente. Presentemente, existem vários algoritmos de otimização disponíveis na literatura, os quais têm sido preferencialmente combinados com o MEF. O objetivo desta dissertação é analisar estruturas mecânicas através da combinação dos métodos sem malha com algoritmos de otimização, e obter uma forma estruturalmente otimizada, reduzindo a sua massa e aumentando a sua rigidez relativa. Assim, várias estruturas foram analisadas e diversas configurações geométricas alternativas são propostas.Structural optimization is the area of science that seeks to obtain the best configuration for a set of variables, maximizing structural performance while minimizing associated costs. This area is of high importance not only for its economic impact, but also because it minimizes the consumption of natural resources and, consequently, environmental pollution. In recent years, due to the strong growth of computational technologies, structural optimization has been shown to be a process of great relevance in the industry. Having emerged, in this context, new techniques and software capable of performing this process with higher efficiency. Today, topological structural optimization is performed using the finite element method (FEM). However, in recent years, new methods have emerged capable of overcoming certain existing problems in the FEM, related to mesh generation and accuracy. Meshless methods are alternative discretization techniques that provide approximate solutions to the problem without requiring a structured mesh discretization. In recent years, the area of computational mechanics related to structural optimization has grown significantly. Currently, there are several optimization algorithms available in the literature, which have been preferentially combined with FEM. The objective of this dissertation is, through the combination of meshless methods with optimization algorithms, to analyze mechanical structures and obtain a structurally optimized shape, reducing its mass and increasing its relative stiffness. Thus, several structures were analyzed, and several alternative geometric configurations are proposed.porMétodos sem malhaMétodo de elementos finitosOtimização topologia estruturalMeshless methodsFinite element methodStructural shape optimizationmaster thesis202574687