Optimización del diseño en armaduras Truss Design Optimization

Resumen

Las estructuras formadas por elementos lineales articulados constituyen una tipología importante de los sistemas estructurales que se utilizan en ingeniería y por ello resultan un campo muy Interesante para la aplicación de métodos de optimización. La optimización en estas estructuras se refiere a las dimensiones de las secciones transversales de la barras y a la posición de los nudos, teniendo en cuenta las restricciones que el pandeo introduce sobre las barras solicitadas a compresión que se traducen en límites de tamaño de las secciones transversales para evitar la disminución de capacidad resistente. En este artículo se determinan secciones optimizadas de elementos articulados identificando la función objetivo a minimizar, las variables de diseño y las restricciones del problema. Se reportan dos casos de estudio de peso mínimo: una celosía y una armadura de puente, ambos con restricciones de esfuerzos admisibles. Se realiza una validación comparando los resultados de modelos de elementos finitos acompañados de esquemas de optimización en Ansys y la solución teórica. Se concluye que el diseño de las estructuras en ingeniería puede ser refinado para obtener un mejor diseño, el óptimo, llevando a cabo el cálculo inicial y mejorándolo mediante técnicas de optimización sin decisiones subjetivas.