Optimización geométrica de estructuras metálicas ligeras para aplicaciones prácticas utilizando el método del elemento finito

Resumen

Una estructura es un conjunto de partes conectadas entre sí con el objetivo de soportar cargas. Cuando se diseña una estructura para una aplicación especifica de uso público, los ingenieros deben considerar que sean seguras, estéticas y de fácil mantenimiento, sin dejar a un lado la economía y las restricciones ambientales. Para cumplir con estos requerimientos es necesario proponer diferentes topologías y geometrías estructurales antes de escoger los materiales y formas apropiadas.  En el presente trabajo se optimizó el diseño de estructuras metálicas ligeras por medio de diseño paramétrico usando modelado por elemento finito dentro del programa comercial ANSYS APDL®. Se programó una rutina a manera de Macro en ANSYS APDL, en el cual por medio de algunos datos fundamentales de entrada relacionados con la geometría, el programa busca en una base de datos de perfiles estructurales comerciales, el perfil mínimo que cumpla con requisitos de resistencia y rigidez es escogido. Es decir, con base en un factor de seguridad dado y un límite de deflexión permisible, el programa busca el perfil más pequeño que cumpla con las condiciones.

La contribución del presente proyecto radica en que un programa de uso general es aplicado a una parte de la mecánica más específico, de manera que podemos obtener un diseño eficiente con el menor peso y por tanto menor costo en menor cantidad de tiempo.