Detección de cavidades en problemas de elastostática usando algoritmos genéticos y el método de elementos de contorno

Abstract

En este artículo se presenta una solución eficiente de problemas inversos de optimización para la detección de cavidades usando una técnica de superposición de cargas puntuales en elastostática empleando el método de elementos de contorno. La superposición de un conjunto de cargas puntuales para simular la presencia de cavidades ofrece una ventaja en la reducción del tiempo computacional en problemas de elastostática; el uso del método de elementos de contorno optimiza el proceso ya que no se requiere re-discretizar el contorno. Se formula una función objetivo para minimizar la diferencia entre las deformaciones calculadas y medidas a lo largo del contorno. Se emplean algoritmos genéticos como el método de optimización para garantizar una solución óptima global dentro del espacio de diseño de una función objetivo altamente no lineal y multiparamétrica. Además, los algoritmos genéticos son paralelizados y dinámicamente balanceados para incrementar la eficiencia del proceso de optimización. Se valida la precisión de la solución en configuraciones geométricas regulares o irregulares con cavidades simples y múltiples a partir de resultados obtenidos a través de experimentos numéricos con errores aleatorios.