2002, vol. 18, núm. 4http://hdl.handle.net/2099/33712024-03-29T11:58:20Z2024-03-29T11:58:20ZOptimización basada en confiabilidad por medio de redes neuronales y algoritmos evolutivosHurtado, J. E. (Jorge Eduardo)Álvarez, Diegohttp://hdl.handle.net/2099/33792020-07-21T19:03:43Z2007-07-30T08:49:06ZOptimización basada en confiabilidad por medio de redes neuronales y algoritmos evolutivos
Hurtado, J. E. (Jorge Eduardo); Álvarez, Diego
A diferencia de la optimización usual, la optimización estocástica consiste en una minimización de una
función de coste sujeta a condiciones expresadas en forma de probabilidades en lugar de funciones deterministas,
lo que la convierte en un problema mucho más complejo. En esta clase de optimización son comunes
los problemas donde la función o funciones objetivo y sus condiciones son el producto de un algoritmo
numérico bastante complicado que no es ni diferenciable ni explícito. En estos casos no es posible utilizar
los algoritmos de optimización basados en el gradiente y, además, los tiempos de evaluación funcional para
el cálculo de las probabilidades hacen el problema inabordable. En el presente artículo se propone y se
evalúa un procedimiento para superar estas dificultades utilizando redes neuronales artificiales y algoritmos
evolutivos.
2007-07-30T08:49:06ZHurtado, J. E. (Jorge Eduardo)Álvarez, DiegoA diferencia de la optimización usual, la optimización estocástica consiste en una minimización de una
función de coste sujeta a condiciones expresadas en forma de probabilidades en lugar de funciones deterministas,
lo que la convierte en un problema mucho más complejo. En esta clase de optimización son comunes
los problemas donde la función o funciones objetivo y sus condiciones son el producto de un algoritmo
numérico bastante complicado que no es ni diferenciable ni explícito. En estos casos no es posible utilizar
los algoritmos de optimización basados en el gradiente y, además, los tiempos de evaluación funcional para
el cálculo de las probabilidades hacen el problema inabordable. En el presente artículo se propone y se
evalúa un procedimiento para superar estas dificultades utilizando redes neuronales artificiales y algoritmos
evolutivos.El control variable de los desplazamientos en el análisis no lineal elástico de estructuras de barrasMatias Silva, William Taylorhttp://hdl.handle.net/2099/33782020-07-21T19:03:42Z2007-07-30T08:40:15ZEl control variable de los desplazamientos en el análisis no lineal elástico de estructuras de barras
Matias Silva, William Taylor
En el análisis no lineal el método de control del desplazamiento estándar es adecuado para simular las
respuestas estructurales en snap-throuhg. Sin embargo, dicho método falla cuando la respuesta de la estrutura
presenta en la trayectoria de equilibrio el rebote hacia atrás (snap-back), puntos de retorno (returning points)
y lazos (loopings). Por lo tanto, la elección del parámetro a ser controlado es de fundamental importancia
para la obtención de la trayectoria del equilibrio. En el presente estudio se propone como parámetro de
control la componente de mayor valor absoluto del incremento de desplazamiento en un proceso incremental–
iterativo. En las simulaciones numéricas se muestra la capacidad del método aquí propuesto para obtener
las trayectorias de equilibrio con altas no linealidades geométricas de distintas tipologias estructurales.
2007-07-30T08:40:15ZMatias Silva, William TaylorEn el análisis no lineal el método de control del desplazamiento estándar es adecuado para simular las
respuestas estructurales en snap-throuhg. Sin embargo, dicho método falla cuando la respuesta de la estrutura
presenta en la trayectoria de equilibrio el rebote hacia atrás (snap-back), puntos de retorno (returning points)
y lazos (loopings). Por lo tanto, la elección del parámetro a ser controlado es de fundamental importancia
para la obtención de la trayectoria del equilibrio. En el presente estudio se propone como parámetro de
control la componente de mayor valor absoluto del incremento de desplazamiento en un proceso incremental–
iterativo. En las simulaciones numéricas se muestra la capacidad del método aquí propuesto para obtener
las trayectorias de equilibrio con altas no linealidades geométricas de distintas tipologias estructurales.Análise modal teórica via método dos elementos finitos de uma viga feita a base de materiais compósitosFaria, AntônioSilva, VâniaCarvalho, JonasTita, Volneihttp://hdl.handle.net/2099/33772020-07-21T19:03:46Z2007-07-30T08:32:24ZAnálise modal teórica via método dos elementos finitos de uma viga feita a base de materiais compósitos
Faria, Antônio; Silva, Vânia; Carvalho, Jonas; Tita, Volnei
Com o desenvolvimento tecnológico houve um aumento nos requisitos de projeto que promoveram um
conseqüente aumento na necessidade de novos materiais que combinassem propriedades de baixo peso e alta
resistência que atendessem a esses requisitos. Dentre estes materiais, destacam-se os materiais compósitos por
combinar baixo peso e alta rigidez. Assim procura-se neste artigo, através de análises numéricas, descrever
a influência da seqüência de empilhamento das lâminas no comportamento dinâmico de uma viga feita de
material compósito polimérico reforçado com fibra de vidro.
2007-07-30T08:32:24ZFaria, AntônioSilva, VâniaCarvalho, JonasTita, VolneiCom o desenvolvimento tecnológico houve um aumento nos requisitos de projeto que promoveram um
conseqüente aumento na necessidade de novos materiais que combinassem propriedades de baixo peso e alta
resistência que atendessem a esses requisitos. Dentre estes materiais, destacam-se os materiais compósitos por
combinar baixo peso e alta rigidez. Assim procura-se neste artigo, através de análises numéricas, descrever
a influência da seqüência de empilhamento das lâminas no comportamento dinâmico de uma viga feita de
material compósito polimérico reforçado com fibra de vidro.Comportamento dinâmico de pontes rodoviárias submetidas à travessia de veículos sobre a superfície irregular do pavimentoSantos da Silva, José Guilhermehttp://hdl.handle.net/2099/33762020-07-21T19:03:45Z2007-07-30T08:23:49ZComportamento dinâmico de pontes rodoviárias submetidas à travessia de veículos sobre a superfície irregular do pavimento
Santos da Silva, José Guilherme
A obtençâo da resposta de pontes rodoviárias submetidas ao tráfego de veículos é uma tarefa complexa
que envolve, por exemplo, a interaçâo entre as propriedades dinâmicas dos veículos e da estrutura da ponte.
Neste trabalho é apresentada uma metodologia de análise com o objetivo de se avaliarem os efeitos dinâmicos
provenientes da interaçâo entre os pneus dos veículos e as irregularidades do pavimento, definidas a partir
de um modelo probabilistico. O modelo matemático é concebido de forma a simular o conjunto do veículo
e da ponte, sistema veículo-ponte. Há a participaçâo da massa e da rigidez do veículo na definiçâo das
freqüências do conjunto e, conseqüentemente, a força de interaçâo entre o veículo e a ponte é afetada pela
flexibilidade desta. A resposta do sistema veículo-ponte é obtida a partir de um modelo estatístico no domínio
do tempo. Simula-se o tabuleiro por elementos finitos unilineares e massas discretizadas nos nós, os veículos
por sistemas de massas, molas e amortecedores, e as irregularidades da pista sâo definidas por um modelo
nâo-determinístico com base na densidade espectral do perfil do pavimento. O carregamento é constituído
por uma sucessâo infinita de veículos igualmente espa¸cados deslocando-se com velocidade constante sobre o
tabuleiro, e a atençâo é concentrada na fase permanente da resposta do sistema veículo-ponte. Na sequência,
desenvolve-se um estudo paramétrico para avaliaçâo das açôes dinâmicas produzidas exclusivamente pela
interaçâo entre os pneus das viaturas e a superfície irregular do tabuleiro. Observa-se a resposta do sistema
veículo-estrutura com base em tabuleiros rodoviários de concreto armado com seçâo tipo caixâo e inércia
constante, em termos de deslocamentos e esforços nas se¸côes onde ocorrem os efeitos máximos. Conclui-se
sobre aspectos quantitativos e qualitativos referentes aos efeitos de irregularidades superficiais no tabuleiro
sobre o comportamento de pontes rodoviárias submetidas à passagem de veículos.
2007-07-30T08:23:49ZSantos da Silva, José GuilhermeA obtençâo da resposta de pontes rodoviárias submetidas ao tráfego de veículos é uma tarefa complexa
que envolve, por exemplo, a interaçâo entre as propriedades dinâmicas dos veículos e da estrutura da ponte.
Neste trabalho é apresentada uma metodologia de análise com o objetivo de se avaliarem os efeitos dinâmicos
provenientes da interaçâo entre os pneus dos veículos e as irregularidades do pavimento, definidas a partir
de um modelo probabilistico. O modelo matemático é concebido de forma a simular o conjunto do veículo
e da ponte, sistema veículo-ponte. Há a participaçâo da massa e da rigidez do veículo na definiçâo das
freqüências do conjunto e, conseqüentemente, a força de interaçâo entre o veículo e a ponte é afetada pela
flexibilidade desta. A resposta do sistema veículo-ponte é obtida a partir de um modelo estatístico no domínio
do tempo. Simula-se o tabuleiro por elementos finitos unilineares e massas discretizadas nos nós, os veículos
por sistemas de massas, molas e amortecedores, e as irregularidades da pista sâo definidas por um modelo
nâo-determinístico com base na densidade espectral do perfil do pavimento. O carregamento é constituído
por uma sucessâo infinita de veículos igualmente espa¸cados deslocando-se com velocidade constante sobre o
tabuleiro, e a atençâo é concentrada na fase permanente da resposta do sistema veículo-ponte. Na sequência,
desenvolve-se um estudo paramétrico para avaliaçâo das açôes dinâmicas produzidas exclusivamente pela
interaçâo entre os pneus das viaturas e a superfície irregular do tabuleiro. Observa-se a resposta do sistema
veículo-estrutura com base em tabuleiros rodoviários de concreto armado com seçâo tipo caixâo e inércia
constante, em termos de deslocamentos e esforços nas se¸côes onde ocorrem os efeitos máximos. Conclui-se
sobre aspectos quantitativos e qualitativos referentes aos efeitos de irregularidades superficiais no tabuleiro
sobre o comportamento de pontes rodoviárias submetidas à passagem de veículos.Derivada topológica via análise de sensibilidade à mudança de forma na otimizaçâo topológicaNovotny, AndréFeijóo, Raúl A.Taroco, EdgardoPrada, Claudiohttp://hdl.handle.net/2099/33752020-07-21T19:03:43Z2007-07-30T08:03:43ZDerivada topológica via análise de sensibilidade à mudança de forma na otimizaçâo topológica
Novotny, André; Feijóo, Raúl A.; Taroco, Edgardo; Prada, Claudio
A derivada topológica, que é uma funçâo que fornece a sensibilidade de um problema definido em um certo
domínio quando um pequeno furo é criado em uma dada posiçâo deste, tem se mostrado como uma poderosa
ferramenta na obtençâo da topologia ótima para uma vasta classe de problemas da física e da engenharia. A
grande limitaçâo desta metodologia é que, ao criar um furo, nâo se pode mais estabelecer um homeomorfismo
entre os espa¸cos envolvidos, necessitando-se, portanto, utilizar algum ferramental matemático específico para
o cálculo das derivadas. Assim sendo, neste trabalho é apresentada uma forma alternativa para a obtençâo
da derivada topológica, mediante conceitos de análise de sensibilidade à mudançaa de forma. Com esta
nova metodologia é possível calcular a derivada topológica utilizando todo o procedimento matemático já
desenvolvido no contexto da análise de sensibilidade à mudança de forma, conduzindo a uma formulaçâo
simples e construtiva. Finalmente, a derivada topológica é utilizada na obtençâo da topologia ótima em
elasticidade bidimensional, de modo a minimizar a energia de deformaçâo da estrutura, satisfazendo a
equaçâo de estado do problema.
2007-07-30T08:03:43ZNovotny, AndréFeijóo, Raúl A.Taroco, EdgardoPrada, ClaudioA derivada topológica, que é uma funçâo que fornece a sensibilidade de um problema definido em um certo
domínio quando um pequeno furo é criado em uma dada posiçâo deste, tem se mostrado como uma poderosa
ferramenta na obtençâo da topologia ótima para uma vasta classe de problemas da física e da engenharia. A
grande limitaçâo desta metodologia é que, ao criar um furo, nâo se pode mais estabelecer um homeomorfismo
entre os espa¸cos envolvidos, necessitando-se, portanto, utilizar algum ferramental matemático específico para
o cálculo das derivadas. Assim sendo, neste trabalho é apresentada uma forma alternativa para a obtençâo
da derivada topológica, mediante conceitos de análise de sensibilidade à mudançaa de forma. Com esta
nova metodologia é possível calcular a derivada topológica utilizando todo o procedimento matemático já
desenvolvido no contexto da análise de sensibilidade à mudança de forma, conduzindo a uma formulaçâo
simples e construtiva. Finalmente, a derivada topológica é utilizada na obtençâo da topologia ótima em
elasticidade bidimensional, de modo a minimizar a energia de deformaçâo da estrutura, satisfazendo a
equaçâo de estado do problema.Estimación de error en problemas no lineales mediante elementos de deformaciones supuestasGabaldón, FelipeGoicolea, José Maríahttp://hdl.handle.net/2099/33742020-07-21T19:03:45Z2007-07-30T07:51:22ZEstimación de error en problemas no lineales mediante elementos de deformaciones supuestas
Gabaldón, Felipe; Goicolea, José María
En este artículo se describe una metodología para la estimación de error mediante elementos con formulación
de deformaciones mejoradas supuestas y su aplicación a problemas de elasticidad lineal, de elasticidad no
lineal con deformaciones finitas y de plasticidad infinitesimal.
La relación entre los modos mejorados de deformación y la calidad de la solución de elementos finitos se
analiza en el contexto de la estimación de error, cuantificándola mediante la norma energética. A partir
de este análisis se propone una metodología para la estimación de error con las siguientes ventajas: a) la
formulación del estimador es local, b) el cálculo del error se realiza elemento a elemento y c) tiene una
interpretación práctica simple.
En primer lugar se describe la formulación general del estimador de error. A continuación esta formulación se
particulariza para los modelos de elasticidad lineal y no lineal y para modelos de plasticidad con pequeñas
deformaciones. En este contexto se presentan diversas simulaciones computacionales representativas de
problemas de elasticidad en 2D y 3D y para plasticidad de von Mises. En ellos se analiza tanto la distribución
local del error como la tasa de convergencia global.
2007-07-30T07:51:22ZGabaldón, FelipeGoicolea, José MaríaEn este artículo se describe una metodología para la estimación de error mediante elementos con formulación
de deformaciones mejoradas supuestas y su aplicación a problemas de elasticidad lineal, de elasticidad no
lineal con deformaciones finitas y de plasticidad infinitesimal.
La relación entre los modos mejorados de deformación y la calidad de la solución de elementos finitos se
analiza en el contexto de la estimación de error, cuantificándola mediante la norma energética. A partir
de este análisis se propone una metodología para la estimación de error con las siguientes ventajas: a) la
formulación del estimador es local, b) el cálculo del error se realiza elemento a elemento y c) tiene una
interpretación práctica simple.
En primer lugar se describe la formulación general del estimador de error. A continuación esta formulación se
particulariza para los modelos de elasticidad lineal y no lineal y para modelos de plasticidad con pequeñas
deformaciones. En este contexto se presentan diversas simulaciones computacionales representativas de
problemas de elasticidad en 2D y 3D y para plasticidad de von Mises. En ellos se analiza tanto la distribución
local del error como la tasa de convergencia global.Explicación geométrica de una medida de forma de símplices n-dimensionalPlaza, ÁngelCarey, Graham F.http://hdl.handle.net/2099/33732020-07-21T19:03:44Z2007-07-30T07:45:07ZExplicación geométrica de una medida de forma de símplices n-dimensional
Plaza, Ángel; Carey, Graham F.
En este trabajo se presenta una explicación geométrica de una medida de forma para triángulos. Esto nos conduce de una manera natural a definir una medida de forma n-dimensional, basada en una medida de
forma de tetraedros ya existente 6.
2007-07-30T07:45:07ZPlaza, ÁngelCarey, Graham F.En este trabajo se presenta una explicación geométrica de una medida de forma para triángulos. Esto nos conduce de una manera natural a definir una medida de forma n-dimensional, basada en una medida de
forma de tetraedros ya existente 6.Estudio numérico de combustión latente en flujo directoRein, GuillermoTorero, José LuisEllzey, Janethttp://hdl.handle.net/2099/33722020-07-21T19:03:44Z2007-07-30T07:40:35ZEstudio numérico de combustión latente en flujo directo
Rein, Guillermo; Torero, José Luis; Ellzey, Janet
Este artículo presenta los resultados del estudio numérico del proceso de combustión latente en flujo directo.
La combustión latente es una reacción exotérmica sin llama que se propaga en combustibles porosos. El estudio se basa en el modelo transitorio desarrollado en la Universidad de Texas en Austin, pero ampliado
con varias modificaciones. En el modelo se resuelven las ecuaciones de conservación de la energía y la masa. La cinética química se modela con un esquema simplificado de tres reacciones. Las ecuaciones diferenciales
se discretizan en el espacio y se resuelven en función del tiempo. El modelo no fuerza el equilibrio ni térmico
ni químico entre las fases sólida y gaseosa. Las modificaciones más importantes realizadas son la inclusión de
la transmisión del calor por radiación, la incorporación de un nuevo proceso de ignición y la reconsideración
de la microestructura de los poros del sólido. El objetivo de las ampliaciones es completar y adaptar el
modelo a los experimentos publicados para comparar resultados. El modelo se calibra de nuevo a una
velocidad mayor del aire de entrada. Los resultados muestran que se estima adecuadamente la velocidad de
propagación del frente de combustión.
2007-07-30T07:40:35ZRein, GuillermoTorero, José LuisEllzey, JanetEste artículo presenta los resultados del estudio numérico del proceso de combustión latente en flujo directo.
La combustión latente es una reacción exotérmica sin llama que se propaga en combustibles porosos. El estudio se basa en el modelo transitorio desarrollado en la Universidad de Texas en Austin, pero ampliado
con varias modificaciones. En el modelo se resuelven las ecuaciones de conservación de la energía y la masa. La cinética química se modela con un esquema simplificado de tres reacciones. Las ecuaciones diferenciales
se discretizan en el espacio y se resuelven en función del tiempo. El modelo no fuerza el equilibrio ni térmico
ni químico entre las fases sólida y gaseosa. Las modificaciones más importantes realizadas son la inclusión de
la transmisión del calor por radiación, la incorporación de un nuevo proceso de ignición y la reconsideración
de la microestructura de los poros del sólido. El objetivo de las ampliaciones es completar y adaptar el
modelo a los experimentos publicados para comparar resultados. El modelo se calibra de nuevo a una
velocidad mayor del aire de entrada. Los resultados muestran que se estima adecuadamente la velocidad de
propagación del frente de combustión.