Diseño óptimo de estructuras de pared delgada compuestas
La implementación de técnicas de optimización es de fundamental importancia en el diseño de estructuras construidas con materiales compuestos. Esto se debe a que dicho diseño involucra una gran cantidad de variables que generan problemas de optimización multimodales sujetos a restricciones de div...
| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2013
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/582 |
| Aporte de: |
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I20-R126123456789-582 |
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Universidad Nacional del Sur |
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Ingeniería Ingeniería estructural Diseño de estructuras Vigas de pared delgada |
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Ingeniería Ingeniería estructural Diseño de estructuras Vigas de pared delgada Reguera, Florencia Diseño óptimo de estructuras de pared delgada compuestas |
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Ingeniería Ingeniería estructural Diseño de estructuras Vigas de pared delgada |
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La implementación de técnicas de optimización es de fundamental importancia en el
diseño de estructuras construidas con materiales compuestos. Esto se debe a que dicho
diseño involucra una gran cantidad de variables que generan problemas de optimización
multimodales sujetos a restricciones de diversa índole. Además, hay situaciones de diseño en las que, por distintas razones, es necesario abordar la minimización de distintos objetivos en forma conjunta. Esto conduce a la aplicación de formulaciones multiobjetivo.
Asimismo, existen situaciones en las cuales los datos iniciales del problema de diseño no
son totalmente precisos, o bien, es de interés conocer el comportamiento de la estructura
ante pequeños cambios en dichos datos. Esta incertidumbre en las condiciones iniciales del problema puede ser considerada en el esquema de diseño mediante la aplicación de
modelos específicos desarrollados a tal efecto.
Desde el punto de vista estructural, la esbeltez que en muchos casos posee este tipo de
estructuras genera la necesidad de conocer su comportamiento en lo que respecta a la
estabilidad global y local de las mismas.
En esta tesis se presentan distintos esquemas destinados al diseño óptimo multiobjetivo
de vigas de pared delgada de eje recto o curvo, construidas con materiales del tipo Plástico
Reforzado con Fibras (FRP, por sus siglas en inglés). El análisis estructural se realiza
mediante la aplicación de un modelo teórico de tipo viga que considera flexibilidad por
corte debida a flexión y alabeo. En base a esta teoría y con el interés de formular un
problema de diseño analítico, se obtienen soluciones explícitas aproximadas para evaluar
distintos parámetros estructurales, tales como cargas críticas de pandeo global,
desplazamientos máximos y tensiones.
Por otra parte, se aplica una estrategia para el análisis del pandeo local en base a la teoría
de placas para verificar la estabilidad local de vigas rectas y curvas construidas con
materiales isótropos o compuestos de configuración ortótropa. Para obtener diseños que
contemplen la posibilidad de alcanzar diferentes objetivos, se implementan distintos
métodos que consideran conjuntamente aspectos de estabilidad, desplazamiento y peso
propio de la estructura como objetivos principales. Se analiza el efecto producido por
variaciones en las cargas aplicadas a la estructura mediante un modelo matemático de
incertidumbre. Este modelo se basa en el análisis del peor escenario posible, aplicándose el método de anti-optimización. Se consideran restricciones estructurales, geométricas y operativas que contemplan condiciones de resistencia, inestabilidad local y geometría de la sección, entre otras.
Los esquemas de diseño óptimo propuestos se resuelven mediante la aplicación de
distintos métodos heurísticos que permiten obtener soluciones óptimas de carácter global.
Se utilizan las técnicas Simulated Annealing, Simulated Annealing Caótico y Algoritmo
Genético. |
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Cortínez, Víctor Hugo |
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Cortínez, Víctor Hugo Reguera, Florencia |
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