Un nuevo enfoque de optimizacion de estructuras por el metodo de los elementos finitos

Abstract

El objetivo de la optimización topológica de estructuras es obtener la distribución óptima del material (indicando las zonas donde hay y no hay) predefinido en un dominio cumpliendo las condiciones establecidas, es decir, que soporte el valor de las cargas que se disponen a lo largo del dominio. En los inicios de esta disciplina se buscaban soluciones a los problemas que maximizaran la rigidez de la estructura utilizando un volumen de material prefijado. Estas soluciones desde un punto de vista ingenieril no eran prácticas, ya que las mejores soluciones no son las que más rigidez aguanten, sino las que aguanten la carga necesaria de una manera mucho menos costosa y más económica. Por lo tanto, en la actualidad empezaron a surgir métodos de optimización de estructuras basándose en minimizar el peso soportando unos valores prefijados de tensión, a partir de derivar una función objetivo que caracterizaba la estructura. En este trabajo se estudia un nuevo método a los conocidos hasta el momento basado en el problema de optimización natural de las estructuras óseas a lo largo de la evolución de las especies. Para realizar el cálculo estructural se dividirá el dominio en elementos finitos, y gracias al Método de los Elementos Finitos se obtendrán valores de tensión que utilizará el algoritmo con este nuevo enfoque implementado. Al final de este trabajo se expondrán cinco ejemplos de aplicación de este nuevo método y se compararán con un método más estudiado para demostrar que las soluciones que da son buenas y en un futuro podrá ser un método de optimización topológica competente.