Otimização de colunas em perfis formados a frio de seção transversal tipo rack.

Abstract

Os perfis formados a frio têm como uma das suas principais vantagens a facilidade de fabricação e a grande flexibilidade quanto as formas geométricas que podem assumir. Essas características motivam que até mesmo as formas geométricas convencionais sejam estudadas com a finalidade de que tenham seu desempenho melhorado e sejam obtidas seções transversais com maiores relações resistência/peso e, consequentemente, mais eficientes e econômicas. Neste contexto, as técnicas de otimização vêm como uma importante ferramenta auxiliar de busca e, portanto, será utilizada nesta pesquisa com o intuito de se obter seções transversais do tipo rack com melhor desempenho quando submetidas à compressão centrada, já que esta tipologia de seção é usualmente utilizada em colunas de sistemas de armazenagem industrial, além de existirem poucos estudos com foco nesse objetivo. Como técnica de otimização, adotou-se o Algoritmo Genético, responsável por indicar a seção mais eficiente em função da avaliação da sua capacidade resistente, quantificada pelo Método da Resistência Direta (MRD). Este, por sua vez, necessita de uma análise de estabilidade prévia, que foi realizada por meio do Método das Faixas Finitas (MFF) em conjunto com o Método das Faixas Finitas Restringidas (MFFr), sendo utilizados para a obtenção das cargas críticas de flambagem. Realizou-se 126 análises, considerando-se seções com e sem enrijecedores, três funções objetivo, elemento de coluna com contenção lateral contínua e comprimento destravado de 1500 mm e, também, sob diferentes condições de restrições voltadas ao uso e quantidade de material. De maneira geral, os resultados demonstraram que por meio do processo de otimização é possível encontrar seções rack ótimas com maior tensão resistente característica se comparada a seção utilizada como referência. Para o elemento de coluna com contenção contínua, foi possível encontrar seções com aumento da tensão resistente característica de cerca de 38 a 40%. Além disso, a eficiência do processo de otimização mostrou-se dependente do comprimento do elemento de coluna e, principalmente no comprimento destravado de 1500mm, das restrições impostas ao problema.