Otimização dimensional de estruturas treliçadas por evolução diferencial acoplada ao MEF

Resumen

Este estudo tem como objetivo desenvolver, implementar e validar uma metodologia computacional para a otimização dimensional contínua de treliças planas, integrando o método de Evolução Diferencial à análise estrutural linear via Método dos Elementos Finitos, no ambiente Scilab. A formulação considera comportamento elástico linear, deformações infinitesimais e restrições de tensão e deslocamento, sendo as áreas das barras definidas como variáveis contínuas de projeto. Para avaliar a influência da natureza estocástica do algoritmo, foram realizadas dez execuções independentes para cada problema, determinando-se indicadores estatísticos, como média e desvio padrão das massas ótimas, número médio de gerações até a convergência e tempo médio de processamento, além dos históricos de convergência da massa estrutural e da diversidade populacional. A metodologia foi validada em três problemas clássicos de otimização de treliças com 10, 15 e 17 barras. Os resultados apresentaram concordância com soluções de referência da literatura, repetibilidade entre as execuções e atendimento às restrições estruturais. Conclui-se que o algoritmo desenvolvido constitui uma possível ferramenta computacional para a otimização dimensional de treliças submetidas à análise linear, contribuindo para a redução da massa estrutural, do consumo de materiais e das emissões de CO₂.