Optimització Topològica SIMP híbrida numèrica-experimental

Abstract

L’optimització topològica, en els darrers anys ha estat i és, un camp punter i revolucionari dins l’enginyeria. Un dels principals inconvenients que es presenten durant el procés d’optimització, és la limitació que sorgeix a l’hora de modelar correctament en els programaris de simulació les condicions de contorn a les que es sotmet el cos a optimitzar. Recents avenços en tecnologies de mesura de camp complet, com és el cas de la tècnica DIC, poden aportar la solució al problema. A través del programari ANSYS Workbench, el qual té implementat el mètode d’optimització topològica SIMP, s’han dut a terme optimitzacions de diferents models, alimentades amb dades extretes d’assajos experimentals amb la tecnologia DIC. Cada un dels models diferenciat pel sistema d’aplicació de la càrrega: (1) modelant el mecanisme d’aplicació de la càrrega de l’assaig, (2) càrrega puntual i (3) càrrega puntual en diversos punts. S’han executat comparacions qualitatives i quantitatives entre resultats. Comparant (1) i (2) es volia descartar (2) com a mètode d’aplicació de càrrega i remarcar la necessitat de reproduir les condicions de contorn del model amb la màxima fidelitat possible als assajos, és a dir, amb (1) i (3). Comparant (1) i (3), confirmar el correcte funcionament del mètode SIMP alimentat per dades experimentals de DIC. En els anàlisis qualitatius, (1) i (2) han denotat diferències entre els resultats però cap d’elles prou significativa. Altrament entre (1) i (3), les diferències són menors i cap d’elles prou significativa. En l’anàlisi quantitatiu, el percentatge de coincidència entre (1) i (3) ha estat lleugerament superior a (1) i (2), però en ambdós casos es troben lleugerament per sota del 90% de coincidència. S’ha demostrat que el mètode SIMP, alimentat amb dades experimentals de la tecnologia DIC, proporciona bons resultats i la combinació d’ambdós és compatible, és a dir, que el mètode d’optimització híbrida numèrica-experimental funciona. D’altra banda, no es pot descartar (2) com a mètode, però sí fer palesa en la necessitat de reproduir les condicions de contorn el més similars possibles als assajos. Finalment, malgrat els bons resultats, el mètode SIMP no ha demostrat ser un mètode robust pel que fa a canvis en les condicions de contorn de la simulació, però sí en canvis de magnitud de les càrregues imposades