Modelización de no linealidades y acoplamiento
Los fabricantes industriales de componentes estructurales a gran escala utilizan programas de simulación para optimizar el diseño. Los paquetes de software disponibles hoy día optimizan principalmente estructuras estáticas lineales y modales modelizadas mediante elementos finitos. Por lo general, el software de análisis para la ingeniería asistida por ordenador es específico para un fenómeno en concreto. Existe una necesidad urgente de incluir los efectos multifísicos y no lineales en los cuales se producen interacciones fuertemente acopladas entre fenómenos separados. Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea trabaja para abordar este desafío mediante el proyecto «Large scale industrial structural optimisation for advanced applications» (LASCISO). Durante la primera fase del proyecto, el equipo progresó de forma excelente hacia sus objetivos. Se desarrolló un prototipo de optimización de topologías multifísico en Matlab que podría reducir de forma importante el tiempo de cálculo. También se estableció un algoritmo de optimización de topologías parecido para problemas elásticos altamente no lineales. El análisis de sensibilidad es un componente importante de las simulaciones estructurales, ya que ayuda a los diseñadores a determinar las fuentes y los efectos de la incertidumbre con el fin de construir modelos más robustos. De hecho, LASCISO trabaja para ampliar los modelos basados en la sensibilidad y, por consiguiente, los investigadores han desarrollado varios análisis de sensibilidad para la optimización de topologías y de formas geométricas no lineales. Simular una superficie a partir de nodos o nubes de puntos predefinidos, conjuntos de puntos de datos en un sistema de coordenadas, es crucial para la modelización de estructuras. Lo ideal es utilizar el conjunto mínimo de datos y cálculos con la máxima precisión. El equipo también ha establecido métodos clásicos y de trazado rápido de superficies para transformar nubes de puntos en modelos altamente eficientes. Finalmente, con el fin de probar el rendimiento de la tecnología, los investigadores desarrollaron experimentos sistemáticos para evaluar los efectos de distintos parámetros de los algoritmos y los aplicaron a productos de interés. Muchos de los algoritmos ya se han aplicado en un entorno industrial. Los investigadores de LASCISO pretenden proporcionar a los ingenieros europeos un software de optimización estructural que les sirva para disfrutar de una ventaja competitiva. La capacidad de manejar no linealidades y varios fenómenos de interacción debería ayudar a los desarrolladores a obtener productos con mayor rendimiento que, a la vez, sean más respetuosos con el medio ambiente.
Palabras clave
Estructural, simulación, no lineal, multifísica, optimización
