00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA CIVIL - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise confiabilística em estruturas planas baseada no método dos elementos de contorno
Título(s) alternativo(s): Reliability analysis in planar structures based on the boundary element method
Autor(es): Vieira, Evyllyn dos Santos
Primeiro Orientador: Lima Junior, Eduardo Toledo
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Freitas, Gabriel de Carvalho
metadata.dc.contributor.referee1: Barbirato, João Carlos Cordeiro
metadata.dc.contributor.referee2: Gouveia, Lucas Pereira de
Resumo: Na Engenharia de Estruturas, um dos principais objetivos é encontrar soluções robustas, que garantam segurança estrutural sem abrir mão da economicidade. Para alcançar essa meta, uma das estratégias envolve a consideração das incertezas inerentes aos projetos, levando em conta a variabilidade dos parâmetros de projeto, em vez de depender exclusivamente de valores característicos, como os fornecidos por abordagens semi-probabilísticas. Essa abordagem permite a estimativa da probabilidade de falha de elementos e sistemas estruturais, conferindo maior robustez às análises e à tomada de decisões, reduzindo os riscos associados tanto a projetos excessivamente conservadores e dispendiosos quanto a projetos econômicos, porém inseguros e com desempenho insatisfatório. Este trabalho apresenta a implementação computacional e o acoplamento do modelo mecânico fundamentado no Método dos Elementos de Contorno (MEC) com o modelo confiabilístico utilizando Simulação de Monte Carlo (SMC) e Hipercubo Latino. Todos os algoritmos foram implementados utilizando a linguagem Python. As variáveis aleatórias consideradas incluem parâmetros mecânicos – como módulo de elasticidade, dimensões dos elementos estruturais, além dos carregamentos aplicados. Foram analisados exemplos como o problema de Lamé, uma chapa tracionada com orifício central e uma viga biapoiada, avaliando variáveis como módulo de elasticidade, carregamentos e dimensões. Os resultados demonstraram a validade do modelo proposto, com o Hipercubo Latino reduzindo o custo computacional sem comprometer a precisão, evidenciando a eficácia da abordagem para estimar probabilidades de falha em estruturas.
Abstract: In Structural Engineering, one of the main objectives is to find robust solutions that ensure structural safety without compromising cost-effectiveness. To achieve this goal, one strategy involves accounting for the inherent uncertainties in design by considering the variability of design parameters rather than relying solely on characteristic values, such as those provided by semi-probabilistic approaches. This methodology enables the estimation of the failure probability of structural elements and systems, providing greater robustness in analysis and decision-making while reducing the risks associated with overly conservative and expensive designs or economical but unsafe and underperforming ones. This study presents the computational implementation and coupling of a mechanical model based on the Boundary Element Method (BEM) with a reliability model using Monte Carlo Simulation (MCS) and Latin Hypercube Sampling (LHS). All algorithms were implemented in Python. The random variables considered include mechanical parameters such as the modulus of elasticity, structural element dimensions, and applied loads. Examples analyzed include the Lamé problem, a tensioned plate with a central hole, and a simply supported beam, evaluating variables such as elasticity modulus, loads, and dimensions. The results demonstrated the validity of the proposed model, with LHS reducing computational cost without compromising accuracy, highlighting the effectiveness of the approach in estimating failure probabilities in structures.
Palavras-chave: Elasticidade linear plana
Método dos elementos de contorno
Simulação de Monte Carlo
Hipercubo latino
Plane linear elasticity
Boundary element method
Monte Carlo Simulation
Latin hypercube
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Civil - Bacharelado
Citação: VIEIRA, Evyllyn dos Santos. Análise confiabilística em estruturas planas baseada no método dos elementos de contorno. 2025. 47 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/16435
Data do documento: 21-nov-2024
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