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Autor
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Lisa Vatterodt
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Universidade
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Universidade de Ciências Aplicadas do Sarre |
No primeiro passo, a análise estática das estruturas de placas é realizada usando o Método dos Elementos Finitos (FEM). Isso envolve os fundamentos da teoria das placas de Mindlin, bem como a determinação das tensões principais e das direções principais associadas. Os valores obtidos servem como base para a simulação do fluxo de forças na placa. O ponto central do trabalho é a implementação do algoritmo Physarum-polycephalum usando um modelo de rede baseado em partículas, que imita os mecanismos naturais de formação de padrões e adaptação do bolor limoso. Aqui, são utilizadas partículas que se movem considerando as concentrações de quimioatratores e formam redes auto-organizadas mediante regras sensoriais simples. Na simulação, tanto os pontos de apoio da placa quanto as trajetórias dos momentos principais da análise FEM funcionam como estímulos.
A simulação ocorre de forma iterativa, com a rede sendo otimizada através do reforço dos caminhos principais, até que um estado de equilíbrio estável seja alcançado. Os resultados mostram que o modelo baseado em partículas é capaz de representar de forma adaptativa as linhas de fluxo de força da placa, gerando uma estrutura de rede que difere significativamente das grades de reforço ortogonais convencionais. Desta forma, pode-se realizar um posicionamento direcionado do reforço ao longo dos cursos reais das tensões, resultando em um melhor aproveitamento do material, menores quantidades de aço e maior capacidade de carga. Além disso, destaca-se a alta flexibilidade da abordagem, que também pode representar de forma robusta estruturas de placa complexas com condições de contorno e casos de carga variados. Isso abre perspectivas para uma construção economizadora de recursos e sustentável na engenharia estrutural.