Cette thèse s’intéresse à la conception de nouveaux matériaux compositesferroélectriques/diélectriques aux propriétés accordables en tension. Des granules diélectriques(MgO, TiO2) obtenues par atomisation sont dispersées dans une matrice ferroélectrique (Ba1-xSrxTiO3). Le mélange est ensuite densifié par Spark Plasma Sintering (SPS). Une approcheoriginale est développée afin de déterminer les paramètres reliant la microstructure aux propriétésphysiques pour chacune des étapes de la boucle d’optimisation élaboration - caractérisation -modélisation. La stratégie adoptée s’appuie sur i) l’utilisation des propriétés spécifiques du frittageSPS qui offre une gestion précise des interfaces entre les différents composés. Cette méthode nonconventionnellea permis l’élaboration de composites ferroélectriques architecturés, constituésd’inclusions diélectriques de géométries contrôlées ; ii) les potentialités offertes par lamicrotomographie X comme moyen de description de la microstructure 3D des matériauxcomposites aux étapes clés de leur conception. Couplée à de puissants outils de traitements desimages elle permet d’extraire les éléments pertinents guidant l’optimisation et la compréhension despropriétés finales ; iii) le développement d’un modèle numérique 3D de l’accordabilité appliquédirectement à la géométrie réelle des matériaux extraite des images de microtomographie. Cetteétape est essentielle pour comprendre l’origine de la redistribution du champ électrique entre lesphases. Les résultats numériques obtenus sont directement confrontés aux mesuresexpérimentales. / This thesis is focused on the conception of new tunable ferroelectric/dielectric compositematerials. Dielectric granules (MgO, TiO2) obtained by spray-drying are dispersed in a ferroelectricmatrix (Ba1-xSrxTiO3). Mixing powder is then densified by Spark Plasma Sintering (SPS). An originalapproach is developed in order to determine parameters linking the microstructure to the physicalproperties for each step of the elaboration - characterization - modelling optimization procedure.The adopted strategy is based on i) specific SPS properties which provide an accurate control of theinterfaces between each components; ii) potentialities offered by X-ray microtomography to describethe internal 3D microstructure of the composite materials during the key steps of their elaboration.Associated with powerful image processing tools, it allows to obtain relevant elements guiding theoptimization and understanding of the final properties; iii) the development of a 3D numerical modelof tunability applied directly to the real geometry which has been extracted from 3Dmicrotomography images. This step is essential to understand the origin of the redistribution of theelectric field between the different phases. Numerical results are directly compared to experimentalmeasurements.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EugenioOO_DISSERT.pdf: 4689753 bytes, checksum: 3bf8e997d1b94d1858f0a0c5652f05b0 (MD5) Previous issue date: 2010-11-19 / Pipelines for the transport of crude oil from the production wells to the collecting stations are named production lines . These pipes are subjected to chemical and electrochemical corrosion according to the environment and the type of petroleum transported. Some of these lines, depending upon the composition of the fluid produced, may leak within less than one year of operation due to internal corrosion. This work aims at the development of composite pipes with an external protecting layer of high density polyurethane for use in production lines of onshore oil wells, meeting operational requirements. The pipes were manufactured using glass fibers, epoxy resin, polyester resin, quartz sand and high density polyurethane. The pipes were produced by filament winding with the deposition of high density polyurethane on the external surface and threaded ends (API 15 HR/PM-VII). Three types of pipes were manufactured: glass/epoxy, glass/epoxy with an external polyurethane layer and glass/epoxy with an intermediate layer of glass fiber, polyester, sand and with an external polyurethane layer. The three samples were characterized by Scanning Electronic Microscopy (SEM) and for the determination of constituent content. In addition, the following tests were conducted: hydrostatic test, instant rupture, shorttime failure pressure, Gardner impact, transverse stiffness and axial tension. Field tests were conducted in Mossor? RN (BRAZIL), where 1,677 meters of piping were used. The tests results of the three types of pipes were compared in two events: after two months from manufacturing of the samples and after nine months of field application. The results indicate that the glass/epoxy pipes with an intermediate layer of fiber glass composite, polyester e sand and with an external layer of high density polyurethane showed superior properties as compared to the other two and met the requirements of pressure class, axial tensile strength, transverse stiffness, impact and environmental conditions, for onshore applications as production lines / As tubula??es para transporte de petr?leo dos po?os de produ??o at? a esta??o coletora s?o denominadas de linhas de surg?ncia . Essas tubula??es est?o sujeitas ? corros?o qu?mica e eletroqu?mica, de acordo com o ambiente e os tipos de petr?leo. Algumas dessas linhas, a depender da composi??o do petr?leo produzido falham, ?s vezes, com menos de um ano de opera??o, devido ? corros?o interna severa. Este trabalho objetiva o desenvolvimento de tubula??o em comp?sito revestida externamente com poliuretano de alta densidade, para aplica??o em linhas de surg?ncia de po?os de petr?leo onshore e que atenda ?s exig?ncias operacionais. Neste desenvolvimento foram empregados fibra de vidro, resina ep?xi, resina poli?ster, areia quartzosa e poliuretano (PU) de alta densidade. Os tubos foram produzidos pelos processos de enrolamento filamentar com deposi??o de PU na superf?cie externa e extremidades com rosca moldada (API 15 HR e PM-VII). Foram produzidas tr?s concep??es de tubos: vidro/ep?xi sem revestimento, vidro/ep?xi revestido com poliuretano de alta densidade e vidro/ep?xi coberto por um composto de fibra de vidro, poli?ster e areia, revestido externamente com poliuretano de alta densidade. Amostras das tr?s concep??es foram caracterizadas atrav?s da t?cnica de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), da determina??o do teor de vidro e resina, dos ensaios de rigidez e tra??o axial e dos testes hidrost?ticos, ruptura instant?nea, press?o de curta dura??o e impacto Gardner. Essa nova tecnologia foi testada no campo de produ??o em Mossor? RN, nos quais foram instalados 1.677 metros de tubos. Assim, os resultados dos ensaios e testes das tr?s concep??es de tubos foram comparados entre si em dois eventos: ap?s dois meses da fabrica??o das amostras e ap?s nove meses da aplica??o dos tubos em campo. Os dados indicaram que o tubo em comp?sito vidro/ep?xi, poli?ster e areia, revestido externamente com poliuretano de alta densidade , apresentou melhores resultados quando comparado aos outros dois, podendo ser usado na ind?stria de petr?leo em aplica??es onshore , como uma alternativa para a aplica??o em linhas de surg?ncia, atendendo ?s exig?ncias de classe de press?o, resist?ncia ? tra??o axial, rigidez, impacto e intemp?ries

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09021.pdf: 10882829 bytes, checksum: e229b5d74e10881ea73228929632ad10 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

[pt] Este trabalho apresenta um estudo do comportamento não- linear e instabilidade de cascas e painéis cilíndricos laminados de materiais compósitos. Com esta finalidade é desenvolvida uma formulação de alta ordem de deformação cisalhante que leva en conta estes efeitos nas relações deformação-deslocamento. O comportamento da casca é descrito por uma consistente teoria não-linear para cascas laminadas que considera pequenas deformações e rotações moderadas e incorpora automaticamente o efeito das deformações cisalhantes. O modelo de bifurcação clássico é utilizado para estudar a estabilidade da casca compósita. O comportamento pós-crítico é examinado a partir de uma solução modal obtida com técnicas de perturbação. Em ambos os casos aplica-se o método de Rayleigh-Ritz para discretizar o sistema de equações diferenciais de equilíbrio em um sistema de equações algébricas. O método de Newton-Raphson é empregado na resolução das equações não- lineares de equilíbrio do caminho pós-crítico e na obtenção do caminho fundamental da estrutura imperfeita. A implementação numérica (em álgebra simbólica) é feita utilizando a linguagem de programação Maple V release 3. É então desenvolvido um estudo paramétrico com o objetivo de determinar a influência dos parâmetros geométricos e das características próprias do laminado (número de lâminas e orientação das fibras) na resposta crítica e pós-crítica da casca compósita para dois tipos de carregamento, a saber: pressão lateral e compressão axial. É analisado, também, o grau de sensibilidade às imperfeições geométricas destas estruturas. São apresentadas comparações dos resultados teóricos aqui obtidos com outros existentes na literatura com o objetivo de demonstrar a confiabilidade da formulação e metodologia numérica aqui desenvolvidas. / [en] The purpose of the present work is to study the non-linear behaviour and instability of laminated composite cylindrical shells and panels under axial and pressure loading. The analysis is performed within a refined non- linear theory for composite laminated shells incorporating the effects of transverse shear and the geometric imperfections. The classical bifurcation theory is used to analyze the critical behavior of the shell. To examine the post-critical behavior of the shell, a modal solution based on the basic ideas of Koiter`s theory is deduced and the Rayleigh-Ritz method together with the Newton-Raphson strategy are used to solve the non-linear equilibrium problem and plot either the post-critical path or the non- linear equilibrium path of the imperfect shell. The analytical and numerical procedures were performed by the use of the symbolic algebra package Maple V release 3. The influence played by the geometrical parametrs of the shell and physical parameters of the composite laminate, such as stacking sequences and fiber orientation in each lamina, on the critical and post-critical behavior of the shell is examined and a series of conclusions are outlined. The imperfection sensitivity of these shells is also analyzed. Comparisons of the present results with those obtained by other theories and experiments are found to be satisfactory and show the validity of the present methodology. / [es] Este trabajo presenta un estudio de la inestabilidad y comportamiento no lineal y la inestabilidad de cortezas y paneles cilíndricos laminados de materiales compuestos. Con esta finalidad se desarrolla una formulación de alta orden de deformación cisallante que considera estos hechos en las relaciones deformación desplazamiento. EL comportamiento de la corteza se describe a través de una consistente teoría no lineal para cascas laminadas. Esta teoría considera pequeñas deformaciones y rotaciones moderadas e incorpora automáticamente las deformaciones cisallantes. El modelo de bifurcación clásico se utiliza para estudiar la estabilidad de la corteza. El comportamiento poscrítico se examina a partir de una solución modal obtenida con técnicas de perturbación. En ambos casos se aplica el método de Rayleigh Ritz para discretizar el sistema de ecuaciones diferenciales de equilibrio en un sistema de ecuaciones algébraicas. El método de Newton Raphson es utilizado en la resolución de las ecuaciones no lineares de equilibrio del camino postcrítico y en la obtención del camino fundamental de la extructura imperfecta. La implementación numérica (en álgebra simbólica) se realiza utilizando el lenguaje de programación Maple V release 3. Con el objetivo de determinar la influencia de los parámetros geométricos y de las características proprias del laminado en la respuesta crítica y postcrítica de la casca compósita, se realiza un estudio paramétrico para para dos tipos de carga: presión lateral y compresión axial. Se analiza también, el grado de sensibilidad a las imperfeiciones geométricas de estas extructuras. Finalmente, y con el objetivo de demostrar la confiabilidad de la formulación y la metodología numérica aqui desarrolladas, se comparan los resultados teóricos obtenidos con los reportados en la literatura.

A Mecânica do Dano Contínuo (MDC) teve importante desenvolvimento desde os trabalhos iniciais de Kachanov e Rabotnov sendo uma ferramenta prática para considerar processos de danificação em materiais e estruturas em nível de contínuo macroscópico. Neste trabalho, apresenta-se uma aplicação da teoria do dano anisotrópico baseada em teorias desenvolvidas a partir dos trabalhos de Murakami. Nas formulações apresentadas, o tensor de dano de quarta ordem M (que relaciona tensões aplicadas e tensões efetivas) é determinado com base no tensor Ω (densidade de área tridimensional devida ao dano) que, por sua vez, pode ser determinado com base em dados experimentais. São propostas três formulações teóricas que são transformadas em formulações incrementais e incorporadas em um programa computacional de elementos finitos (para placas e cascas laminadas em material compósito) que considera efeitos geométricos não-lineares. A primeira e segunda formulação são casos particulares da terceira formulação que é um modelo termodinâmico tridimensional. As forças termodinâmicas associadas à evolução do tensor de dano são deduzidas a partir da expressão da dissipação intrínseca. Um critério fenomenológico para o dano é proposto. Em consistência com a positividade da dissipação intrínseca é adotada uma regra de normalidade para a evolução da força termodinâmica. Também é proposta, baseada em dados experimentais, uma lei para o encruamento associada ao processo de dano. Os modelos são validados comparando resultados numéricos a soluções analíticas ou a resultados experimentais. A formulação viscoelástica é definida do dano elástico e por componentes viscoelásticas representadas no formato de variáveis de estado e, posteriormente, validadas através de resultados experimentais. / The Continuum Damage Mechanics (CDM) had important development since the initial works of Kachanov and Rabotnov and constitutes now a practical tool to account for macroscopic damage in materials and structures. In this work, an application of an anisotropic damage theory based in Murakami theory is presented. In the formulations presented here, the fourth order damage tensor M (that relates Cauchy stress and effective stress) is determined on the basis of the tensor Ω (damaged three-dimensional area density) that, can be determined through experimental data. The three theoretical formulations presented here are transformed into incremental formulations and implemented in a finite element program (for plates and shell structures in composite material) taking account of geometrically non-linear effects. The first and second formulations are particular cases of the third formularization that is a tridimensional model for continuous damage formulated. The thermodynamic force associated with the evolution of the damage tensor is deduced from the expression of the intrinsic dissipation. A phenomenological criterion for damage yielding is proposed. In consistence with the positivity of the intrinsic dissipation, a normality rule is adopted for the evolution of the thermodynamic force. In addition, a hardening law associated with the damage process is identified from available experiment results. The models are validated by comparison with closed-form solutions or with experiment results. The viscoelastic formulation is defined through damage elastic and viscous components and set in a state variables format and then validated by comparison with experimental creep tests.

Orientador: Vicente Lopes Junior / Resumo: Este trabalho analisa um método de Monitoramento da Integridade de Estruturas (SHM, do inglês Structural Health Monitoring) usando funções erro calculadas a partir de ondas guiadas que são refletidas nos danos. Este método foi primeiro testado por Gorgin et al em 2014, que apresentou o método aplicado para materiais isotrópicos. A abordagem é testada experimentalmente em materiais anisotrópicos e isotrópicos. O sinal da estrutura intacta, que será referido como baseline e o sinal atual para cada caminho de propagação (entre dois transdutores PZT) são medidos e a energia do sinal de dispersão para cada caminho é calculada em um dado intervalo. Assumindo que existe dano no ponto avaliado, a onda irá refletir neste ponto e se propagar até o sensor. A técnica é baseada no tempo de propagação (time-of-flight) entre o atuador (primeiro transdutor PZT) até o ponto avaliado mais o tempo de propagação do ponto avaliado até o sensor (segundo transdutor PZT, em uma configuração pitch-catch) para cada ponto da estrutura. A velocidade de propagação em materiais anisotrópicos é dependente da direção de propagação. Isto não acontece em materiais isotrópicos, onde a velocidade de propagação é constante e não é dependente da direção de propagação. No caso de materiais anisotrópicos as velocidades de propagação para diferentes direções foram calculadas experimentalmente e incorporadas ao algoritmo para calcular o time-of-flight corretamente para todos os pontos da estrutura. A energia do sina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work highlights a method for Structural Health Monitoring using error functions computed from guided waves reflected from damage. This method was first tested by Gorgin et al in 2014, who presented the method for isotropic plates. The approach is experimentally tested on anisotropic and isotropic specimens such as composite and aluminum plates, respectively. The baseline and test signals of each sensing path (between two PZT transducers) are measured and the energy of the scatter signal for each path is calculated in a given range. The structure is meshed and the middle point of each component is considered in the calculations. Assuming that there is damage in the evaluated position, the wave will reflect at this point and propagate to the next transducer. The technique is based in the time-of-flight between the actuator (first PZT transducer) and the evaluated point plus the time-of-flight of the evaluated point to the sensor (second PZT transducer, for a pitch-catch configuration) for each mesh component of the structure. The wave speeds in anisotropic specimens are propagation direction dependent. It does not happen in isotropic materials, which have the wave speed constant and non-dependent of the propagation direction. In the case of anisotropic materials, the wave speed for different angles were experimentally computed and incorporated in the algorithm in order to calculate the proper time-of-flight. The energy of the scatter signal is computed in a time range base... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este trabalho apresenta uma metodologia utilizando técnicas de otimização estrutural para o projeto de placas feitas de material composto laminado sujeitas a interação fluido-estrutura. O procedimento de otimização busca o aumento da velocidade de ut- ter através da maximização das frequências naturais relacionadas aos modos de vibração que estão envolvidos no fenômeno. A analise de estabilidade aero elástica é feita através do método ZONA6 ou método de malha de dipolos, implementado no software ZAERO. O método dos elementos finitos e aplicado para resolver as equações de equilíbrio no modelo estrutural, a sensibilidade dos autovalores com relação as variáveis de projeto é calculada analiticamente e programação linear sequencial é aplicada. A maximização é feita usando dois métodos; o primeiro utiliza uma analise aero elástica para determinar qual modo causa o início de utter, o autovalor associado e então maximizado, na segunda estratégia um método de diferenças finitas é aplicado e as sensibilidades da velocidade de utter com respeito aos autovalores são calculadas, a analise de sensibilidade é usada para guiar o processo de otimização. Por fim, um processo de otimização topológica é aplicado para reduzir a massa das placas em estudo, usando a minimização de volume do material base com a densidade sendo a variável de projeto. / This work presents a structural optimization aided design methodology for composite laminated plates subject to fluid-structure interaction. The goal of the optimization procedure is to increase the flutter speed onset through the maximization of natural frequencies related to the vibration modes involved in the phenomenon. The aeroelastic stability analysis is performed using the ZONA6 method or Doublet mesh method by means of ZAERO software. The finite element method is applied to solve the structural model equilibrium equations, the eigenvalues sensitivities with respect to design variables are calculated analytically, and sequential linear programming is applied. The maximization is accomplished using two methods; the first method uses an aeroelastic analysis to determinate which eigenmode causes the flutter onset, and its eigenvalue is then maximized. In the second method, a forward finite difference method is applied and the flutter speed sensitivities with respect to the eigenvalues are calculated. This sensitivity is used to guide the optimization process. Finally, a topology optimization process is applied to reduce the mass of the plates under study, using the base material volume minimization with density as design variable.

O aproveitamento de partículas de pneus inservíveis no concreto tem sido objeto de estudo de diversos pesquisadores, pois se justifica como uma alternativa atraente de disposição desses resíduos ao mesmo tempo em que resulta em modificações das propriedades do concreto que podem ser benéficas para certas aplicações, que requerem características específicas, tais como maior capacidade de deformação e comportamento à fratura menos frágil do que o concreto convencional. Essas características do concreto com borracha de pneu (CBP) podem ser interessantes para a redução do risco de fissuração de concretos submetidos a variações volumétricas, caso típico dos concretos massa. Nesta pesquisa se buscou averiguar como a adição de partículas de pneu afeta as propriedades mecânicas, térmicas e viscoelásticas do concreto massa, com o intuito de verificar se era possível obter um compósito menos suscetível aos riscos de fissuração devido a efeitos térmicos. As dosagens de concreto massa com borracha de pneu estudadas foram analisadas em função do teor, da granulometria e do tratamento superficial aplicado às partículas de borracha de pneu. O programa experimental foi desenvolvido em três etapas. A primeira delas envolveu uma ampla faixa de teores de borracha, sendo realizados ensaios básicos para identificar a eficácia dos tratamentos superficiais em proporcionar uma boa interface borracha/matriz do concreto e o maior teor de substituição das partículas de borracha sem prejuízo das propriedades mecânicas. Nessa etapa foram também selecionadas amostras para análise microestrutural por microscopia eletrônica de varredura, a fim de correlacionar a qualidade da interface borracha/matriz do concreto com as características mecânicas. Na segunda etapa foram selecionados os parâmetros que resultaram em melhor desempenho dentre as variáveis analisadas na primeira etapa e buscouse avaliar o efeito da adição de partículas de pneu nas propriedades referentes à tenacidade e à permeabilidade do concreto. Para o desenvolvimento da terceira etapa do estudo foram selecionadas duas composições mais promissoras dentre aquelas utilizadas na primeira e na segunda etapas, a fim de analisar o efeito da borracha de pneu nas propriedades térmicas, elásticas e viscoelásticas do concreto, bem como o comportamento termomecânico. Adicionalmente, algumas amostras foram submetidas a ensaios com vistas à avaliação de características referentes à durabilidade. Os resultados indicaram que o máximo aproveitamento da borracha de pneu no concreto, sem prejuízo considerável das propriedades mecânicas, ocorre para o teor de 10% de partículas de borracha de 1,5mm e 4,8mm em substituição parcial do volume de areia. Teores mais elevados e partículas de menor dimensão levaram a uma contínua redução das propriedades mecânicas e aumento do teor de ar aprisionado. Não houve diferença significativa de propriedades nem na microestrutura das amostras contendo partículas com e sem tratamento superficial. As análises termomecânicas indicaram que o uso de concretos com borracha de pneu pode ser uma alternativa eficiente para minimizar o risco de fissuras de origem térmica, quando comparados a um concreto convencional. Com base nos resultados obtidos até a idade de 2 anos, verifica-se que o consumo de 29 kg/m3 de borracha de pneu no concreto não prejudica as características de durabilidade do material. / The use of waste tire rubber particles in concrete has been studied by several researchers, because it constitute both an attractive alternative for the final disposition of these residues and offers a possibility to modify certain concrete properties that might contribute for a better performance in certain applications that require specific characteristics, such as increased deformation capacity and more ductile behavior than conventional concrete. These characteristics of rubberized concretes might be interesting because they reduce the risk of cracking when concrete is subjected to volumetric changes, as occurs with mass concretes. In this research, it was studied how the introduction of rubber particles would affect the mechanical, viscoelastic and thermal properties of mass concretes, with the aim to check if it is possible to obtain a composite less susceptible to cracking due to thermal effects. The mixtures were analyzed based on the following features: rubber content, granulometry and surface treatment applied to the tire rubber particles. The experimental program was performed in three stages. The first one involved a wide range of mixtures, with varying rubber contents. At this stage, basic tests were carried out in order to identify how effective surface treatments were in generating a good tire rubber/matrix interface as well as how much high tire rubber contents would impact the mechanical properties of the concrete. Samples were selected for microanalysis through scanning electron microscopy to correlate the quality of the rubber/matrix interface with mechanical characteristics. In the second stage, the mixtures that resulted in the best performance in the first stage were further studied. The effects of the addition of tire rubber particles on the properties related to tenacity and permeability of concrete were evaluated. During the third stage, the best two mixtures used in the first and second stages were selected in order to analyze the effect of the addition of rubber particles in the thermal, elastic and viscoelastic properties of concrete, as well as in the thermo mechanical behavior of structures made with this material. Additionally, some samples were subjected to tests for the assessment of features related to the durability of concrete. The results indicated that the best use of tire rubber on concrete, without reducing the mechanical properties, occurs for a 10% content of rubber particles of 1.5mm and 4.8mm, used in partial replacement of the river sand. Higher contents and smaller particles led to greater reductions of the mechanical properties and an increase in the trapped air content. There was no significant difference either in the microstructure or in the properties of the samples containing particles with and without surface treatment. The thermo mechanical analysis indicated that the use of concrete with tire rubber can be an efficient alternative to minimize the risk of cracking due to thermal effects, compared with a conventional concrete. Based on the results obtained until the age of 2 years, the consumption of 29 kg/m3 of tire rubber on concrete did not seem to affect the durability characteristics of the material.

A resistência e a rigidez de materiais compósitos variam consideravelmente devido a mudanças no tipo de material, espessura das camadas, ângulo de orientação das fibras e seqüência das lâminas. O projeto de uma estrutura ótima pode ser obtido dada uma determinada condição de carga. Vários métodos de otimização determinísticos foram desenvolvidos para tratar esse problema. Algumas vezes a orientação ótima das fibras muda quando as condições de carga variam e o desempenho da estrutura é altamente afetado pelas variáveis de projeto e condições de carregamento. Dessa forma, a otimização deste tipo de estrutura utilizando a confiabilidade como restrição é um importante problema a ser tratado. Este trabalho trata do problema da otimização de estruturas de materiais compósitos laminados com restrição de confiabilidade utilizando algoritmos genéticos e redes neurais. A análise da estrutura é feita via elementos finitos e as tensões na direção dos eixos principais de cada lâmina são utilizadas para o cálculo do índice de confiabilidade da estrutura, sendo a função de estado limite o critério de Tsai-Wu para falha de materiais compósitos laminados. A análise de confiabilidade é feita através de um dos seguintes métodos: FORM com um ponto de linearização, FORM para sistemas em série, Monte Carlo Direto e Monte Carlo com Amostragem por Importância. O processo de otimização via Algoritmos Genéticos (com suas fases de geração, seleção e cruzamento dos indivíduos da população), é usado em conjunto com os métodos de determinação do índice de confiabilidade e análises por elementos finitos. Isto gera um alto custo computacional, o qual é contornado utilizando-se Redes Neurais do tipo Perceptron e Base Radial, treinadas para substituir a análise via elementos finitos, diminuindo consideravelmente o tempo de processamento. É mostrado por meio de diversos exemplos que esta metodologia pode ser usada sem perda de precisão e com economia de tempo de processamento até mesmo em exemplos fortemente não lineares. / Strength and stiffness of composite materials vary considerable due to changes in the material to be used, the thickness of each layer, the fiber orientation angles and the stacking sequence. The optimum structural design may be obtained for a specific load condition. Several optimization criteria were been developed to treat that problem. Sometimes the optimal fiber orientation angles are highly dependent on the load conditions and the structural performance is also influenced by the design variables and acting loads. Thus, structural optimization using a reliability index as a constraint is an important problem to be analyzed. This work deals with the problem of reliability based optimization of laminated composite structures, using genetic algorithms and neural networks. The analysis of the structure is carried out by finite elements and the stress in the direction of the principal axes of each lamina are used to the calculation of the reliability index of the structure, where the limit state function is the Tsai-Wu criterion assuming first ply failure. The reliability analyses are accomplished through one of the following methods: FORM with one linearization point, FORM for in-series systems, Direct Monte Carlo and Monte Carlo with Importance Sampling. The optimization process through Genetic Algorithms (with its phases of generation, selection and crossover of the individuals of the population), is used jointly with the reliability evaluation methods and analysis by finite elements. This leads to high computational costs, which are overcome using trained Neural Networks of the type Perceptron and Radial Base to substitute the analysis with finite elements, reducing considerably the processing time. Several examples are used to show that this methodology can be used without loss of accuracy and with large computational timesaving even for strongly non-linear problems.