Cálculo de deformaciones elásticas en estructuras óptimas bidimensionales para diferentes ensamblajes
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Palabras clave

Acoplamientos flexibles
optimización estructural
diseño de estructuras

Cómo citar

Cálculo de deformaciones elásticas en estructuras óptimas bidimensionales para diferentes ensamblajes. (2010). Ingenieria Y Universidad, 14(1). https://doi.org/10.11144/Javeriana.iyu14-1.cdee
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Resumen

En este trabajo se presenta un método para analizar las deformaciones elásticas y la rigidez de estructuras bidimensionales con diferentes configuraciones de unión entre sus elementos. Inicialmente se obtiene la estructura óptima mediante una optimización topológica y luego se desarrolla un método de análisis de diferentes tipos de uniones (articulación, unión flexible o unión rígida) entre los componentes de la estructura. Luego se desarrollan y validan dos ejemplos ampliamente referenciados en la literatura. Se ha determinado la versatilidad del método y la funcionalidad en el proceso de diseño y en la elección de la mejor opción de ensamble. Respecto a trabajos previos, este se constituye en un aporte al análisis de estructuras con diferentes configuraciones de interconexión de sus elementos, pues integra el diseño topológico y la elección de la mejor configuración para diferentes escenarios de relación ensamble-requerimientos de diseño.

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BENDSØE, M. P. y SIGMUND, O. Topology optimization: theory, methods, and applications. Berlin: Springer, 2003.
BOOKER, J. D.; SWIFT, K. G. y BROWN, N. J. Designing for assembly quality: strategies, guidelines and techniques. Journal of Engineering Design, 2005, vol. 16, núm. 3, pp. 279-295.
BOOTHROYD, G. Product design for manufacture and assembly. 2a ed. New York: Marcel Dekker Incorporated, 2001.
CETIN, O. L. Decomposition-based assembly synthesis of family of structures. Tesis de Doctorado. University of Michigan, Department of Mechanical Engineering, 2003.
— y SAITOU, K. Decomposition-based assembly synthesis for maximum structural strength and modularity. Journal of Mechanical Design, 2004, vol. 126, núm. 2, pp. 244-253.
—. Decomposition-based assembly synthesis of multiple estructures for minimum manufacturing cost. Journal of Mechanical Design, 2005, vol. 127, núm. 4, pp. 572-579.
CHAN, S. L. y CHUI, P. P. T. Non-linear static and cyclic analysis of steel frames with semi-rigid connections. New York: Elsevier, 2000.
CHANG, D. C. Effects of flexible connections on body structural response. s. l.: SAE Transactions, 1974.
DHILLON, B. y O’MALLEY, J. Interactive design of semirigid steel frames. Journal of Structural Engineering, 1999, vol. 125, núm. 5, pp. 556-564.
HAYALIOGLU, M. y DEGERTEKIN, S. Minimum cost design of steel frames with semirigid connections and column bases via genetic optimization. Computers & Structures, 2005, vol. 83, núm. 21-22, pp. 1849-1863.
HUGHES, T. J. R. The finite element method: linear and dynamic element analysis. s. l.: Dover, 2000.
LEE, K. y NICOLAIDIS, E. A two dimensional model for joints in vehicle structures. Computer & Structures, 1992, vol. 45, núm. 4, pp. 775-784.
LYU, N. y SAITOU, K. Decomposition-based assembly synthesis of a three dimensional bodyin-white model for structural stiffness. Journal of Mechanical Design, 2005a, vol. 127, núm. 1, pp. 34-48.
—. Decomposition-based assembly synthesis for structural stiffness. Journal of Mechanical Design, 2003, vol. 125, pp. 452-463.
—. Decomposition-based assembly synthesis of space frame structures using joint library. Journal of Mechanical Design, 2006, vol. 128, núm. 1, pp. 57-65.
—. Topology optimization of multicomponent beam structure via decomposition-based assembly synthesis. Journal of Mechanical Design, 2005b, vol. 127, núm. 2, pp. 170-183.
LYU, N.; LEE, B. y SAITOU, K. Assembly synthesis for stiffness, dimensional adjustability and manufacturability. The Fourth International Conference on Engineering Computational Technology, Lisboa, Portugal, 7-9 de septiembre de 2004.
PAVLOVÇIÇ, L. et al. Cost function analysis in the structural optimization of steel frame. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2004, vol. 28, núm. 4, pp. 286-295.
RUSS, J. C. The image processing handbook. 5a ed. Boca Ratón: CRC Press, 2007.
SIGMUND, O. A 99 line topology optimization code written in MATLAB. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2001, vol. 21, núm. 2, pp. 120-127.
TAKEZAWA, A. et al. Structural optimization based on topology optimization techniques using frame elements considering cross-sectional properties. Structural and Multidisciplinary Optimization, 2006, vol. 34, núm. 1, pp. 41-60.
TOVAR, A. et al. Optimización topológica con restricciones de masa, desplazamiento y esfuerzo utilizando el método de los autómatas celulares híbridos. Tercer Congreso Internacional de Ingeniería Mecánica y Primero de Ingeniería Mecatrónica, Bogotá, Colombia, 20-22 de septiembre de 2006a.
—. Topology optimization using a hybrid cellular automaton method with local control rules. Journal of Mechanical Design, 2006b, vol. 128, núm. 6, pp. 1205- 1216.
YETIS, A. y SAITOU, K. Decomposition-based assembly synthesis based on structural considerations. Journal of Mechanical Design, 2002, vol. 124, núm. 4, pp. 593-601.
ZUO, K. T. et al. Manufacturing-and machining-based topology optimization. International Journal of advanced Manufacturing Technology, 2006, vol. 27, núm. 5-6, pp. 531-536.

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