Resumen

Las estructuras biológicas con un rendimiento preeminente en la naturaleza ofrecen una inspiración inagotable para el diseño creativo en ingeniería. En este artículo, basándonos en la observación de la morfogénesis natural de las venas de las hojas, proponemos un método de optimización topológica multidisciplinar, sencillo y práctico, para producir la disposición de los rigidizadores de las estructuras de placa/estructura. Este método simula la aparición de patrones de ramificación complejos copiando la autooptimización de las venas de las hojas, que siempre intentan crecer hasta alcanzar una configuración con rendimientos óptimos globales. A diferencia de los métodos convencionales de optimización topológica caracterizados por el "modo de sustracción", el método propuesto se basa en el "modo de adición", lo que ofrece un gran potencial a los diseñadores para lograr patrones de disposición de rigidizadores más claros en lugar de distribuciones de material imprecisas y, en consecuencia, ahorrar recursos computacionales, así como mejorar la disponibilidad de los resultados del diseño. Los estudios numéricos de los problemas estáticos y dinámicos considerados en este artículo muestran claramente la idoneidad del método propuesto para el diseño óptimo de estructuras de placa/estructura rigidizada.

• Materias:Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:método, venas de hojas, estructuras de cáscaras, patrones claros de disposición de rigidizadores, métodos convencionales de optimización topológica, método práctico de optimización topológica multidisciplinar, patrones complejos de ramificación, rendimientos óptimos globales, distribuciones imprecisas de materiales, papel
• Keywords:method, leaf veins, shell structures, clear stiffener layout patterns, conventional topology optimization methods, practical multidiscipline topology optimization method, complex branching patterns, global optimal performances, vague material distributions, paper