Topología



Sistemas estructurales

Topología Estructural
Trata de buscar la distribución óptima del material en una estructura, mediante la supresión de elementos y/o la modificación de la conectividady/o de las coordenadas nodales.


Topología Estructural- Ing. Carlos Alberto
En ingeniería siempre se desea determinar la mejor configuración de una pieza o un sistema para optimizar algunascaracterísticas importantes en su desempeño final. En el caso de la optimización estructural, para obtener la solución óptima del problema se emplean diferentes técnicas, que van desde enfoques empíricos,hasta métodos matemáticos analíticos y numéricos. En el caso de la optimización estructural, los métodos numéricos poseen la mayor relevancia y se pueden dividir en tres categorías: optimizaciónparamétrica, optimización de forma y optimización topológica.
En la siguiente imagen vemos gráficamente en que consisten estas técnicas.

La primera categoría es la optimización paramétrica, queconsiste en esconder una estructura preestablecida con elementos como la barra articulada para encontrar las dimensiones óptimas de la estructura. Las variables del diseño que pueden ser modificadas sonel área transversal de cada elemento, longitudes, espesores y radios de entalle.
La segunda categoría es la optimización de forma, donde se busca encontrar la forma óptima de un dominio sin modificarsu topología, es decir, sin agregar huecos o cavidades en su interior. En este caso se ponen parámetros en los contornos internos y externos de la estructura mediante curvas splines, para controlar lageometría del diseño. Los parámetros de estas curvas son las variables del diseño que dan como resultado la forma óptima de la estructura.
La última categoría es la optimización topológica, donde elobjetivo es distribuir el material en el dominio para encontrar la estructura. En este problema se introducen huecos o cavidades que en el inicio no estaban presentes. Inicialmente solo se dispone...