Utilização do Search Group Algorithm para a otimização dimensional, geométrica e topológica de treliças planas em Python

Abstract

Neste trabalho, um algoritmo metaheurístico SGA (Search Group Algorithm) foi desenvolvido na linguagem computacional \textit{Python} para a redução do peso de treliças planas. Foi aplicada a otimização simultânea de dimensão, geometria e topologia das estruturas. O algoritmo de análise estrutural foi desenvolvido com base no método da rigidez direta considerando as seguintes restrições: tensão admissível, flambagem, deslocamento dos nós da estrutura e validade da estrutura. O algoritmo foi aplicado para resolução de cinco problemas de otimização de treliças planas já estudados na literatura. Um espaço amostral com 100 resultados foi coletado para cada problema com intuito de medir a eficiência do algoritmo desenvolvido em relação a outros autores. Os resultados deste estudo superaram outras literaturas para dois problemas aplicados, uma treliça de 11 barras e uma treliça de 39 barras. Para outros dois problemas foram encontrados resultados equivalentes aos outros autores. Devido aos resultados satisfatórios deste estudo, o algoritmo aplicado pode ser classificado como competitivo.

On this study, a SGA (Search Group Algorithm) meta-heuristic algorithm was developed using Python programming language for weight reduction of planar trusses. A simultaneuous optimization of size, shape and topology was applied. The structural analysis algorithm was developed based on the direct stiffness method, taking into account the following constraints: admissible stress, buckling, node displacement and validity of the structure. The algorithm was applied on the resolution of five structural problems involving the optimization of planar trusses previously studied in the literature. A sample space of 100 results was gathered for each problem in an effort to measure the efficiency of the developed algorithm compared to results obtained by different authors. The results of the current study surpass those obtained by others on two of the problems tested, namely an 11-bar truss and a 39-bar truss. For two other problems, the results found were equivalent to those obtained by other similar studies. In view of the satisfactory results achieved by this study, the algorithm applied may be considered up to par.