Aplicação de redes neurais artificiais na otimização topológica de estruturas planas simples

Resumo

Este trabalho investiga a aplicação de Redes Neurais Artificiais (RNAs) na Otimização Topológica (OT) de estruturas bidimensionais em estado plano de tensões. A OT é um método matemático utilizado para determinar a melhor distribuição de material em uma estrutura, visando aumentar a rigidez, reduzir peso e minimizar o consumo de material. Embora amplamente aplicada, a OT tradicional, baseada no Método dos Elementos Finitos (MEF), apresenta elevado custo computacional e tempo de processamento, o que limita seu uso em determinados cenários. As RNAs, quando aplicadas à OT, permitem reduzir significativamente o tempo de execução, mantendo a qualidade estrutural obtida pelo método convencional. A metodologia proposta envolve a adaptação de um código base para contemplar diferentes geometrias (L, T, U e retangulares) e condições de carregamento, gerando uma base de dados para o treinamento da RNA. O modelo de RNA será treinado para prever a distribuição ótima de material considerando geometria, apoios e carregamentos, sendo avaliado quanto à precisão, rigidez estrutural e tempo de processamento em comparação ao método tradicional. O trabalho busca demonstrar que o uso de redes neurais artificiais pode democratizar a otimização topológica na engenharia civil; além de mostrar a validade da integração entre as áreas da tecnologia e computação com a construção civil, preparando o setor para construções inteligentes.