Estudos de identificação de parâmetros elasto-plásticos utilizando métodos de otimização / Studies on Elasto-Plastic parameter identification using optimization Methods

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Os avanços na pesquisa de métodos numéricos têm levado ao desenvolvimento de programas comerciais voltados para a simulação de processos de conformação mecânica, tais como forjamento, extrusão e embutimento dentre outros. A simulação numérica destes problemas requer o conhecimento das propriedades elásticas e plásticas dos materiais, tornando-se imperativo o desenvolvimento de estratégias capazes de determinar tais propriedades com precisão. O presente trabalho está inserido neste contexto, tendo por objetivo o estudo de metodologias conhecidas por identificação de parâmetros. Estas técnicas visam determinar parâmetros da relação constitutiva do material e combinam (i) o modelamento numérico do processo de deformação elasto-plástico e (ii) métodos de otimização. O primeiro utiliza o Método dos Elementos Finitos aliado a uma integração implícita da equação de equilíbrio a uma formulação Lagrangeana atualizada, elasto-plástica que contempla deformações finitas. Para a solução do problema de otimização são utilizados seis métodos distintos: métodos unidimensionais como o da Seção Áurea e Bisecção, estratégias multidimensionais baseadas em gradiente como o método da Máxima Descida e Quasi-Newton BFGS, um método Evolucionário, baseado nos algoritmos genéticos, e um Método Híbrido proposto neste trabalho. Este último é formado pelo Método Evolucionário e o método de Quasi-Newton BFGS. O procedimento de identificação de parâmetros foi aplicado inicialmente em um problema de referência para validar e estudar a característica dos métodos de otimização utilizados. Em seguida foi usado o Método Híbrido para identificar os parâmetros da curva de encruamento de um aço AISI 1045 laminado a partir dos resultados experimentais do ensaio de tração de corpos de prova cilíndricos preparados conforme as normas ABNT NBR ISSO 6892 e ASTM E 8 M. Foi possível demonstrar a vantagem da aplicação do Método Híbrido, em relação ao método baseado em gradiente, por não depender de uma estimativa inicial dos parâmetros materiais.

ASSUNTO(S)

otimização elementos finitos identificação de parâmetros engenharia de materiais e metalurgica finite elements parameter identification optimization

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