Biblioteca Virtual

Marco conceptual para el diseño inverso de metamateriales elásticos

Mostrar el registro sencillo del ítem

dc.contributor.advisor Huespe, Alfredo Edmundo
dc.contributor.author Podestá, Juan Manuel
dc.contributor.other Cisilino, Adrián
dc.contributor.other Fachinotti, Víctor
dc.contributor.other Giusti, Sebastián
dc.contributor.other Idiart, Martín
dc.date.accessioned 2019-11-01T14:23:22Z
dc.date.available 2019-11-01T14:23:22Z
dc.date.issued 2019-03-15
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/11185/5166
dc.description Fil: Podestá, Juan Manuel. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; Argentina.
dc.description.abstract An innovative conceptual framework addressed to solve the inverse elastic material design problem is described in this Thesis. The inverse design problem is formulated mathematically through a topological optimization problem. The proposed conceptual framework provides a number of tools to specifically define the variable space of the optimization problem. These tools are based on the relation between the geometrical symmetry of the periodic microstructure and its elastic effective properties, which could be derived from crystallographic concepts. Notions involving Bravais lattices and spatial groups are studied to establish the relations that can be used in the inverse design methodology. A further contribution of this Thesis consists of using a database of elastic homogenized tensors. This database has been built and used as an additional tool for the inverse design problem. These microstructures are conveniently chosen for helping the design of extreme materials. Different applications of the conceptual framework are presented. The first example consists of the microarchitecture design of a composite for an elastic structure, having minimum compliance and weight. A second application is the design of a two-dimensional material for an acoustic cloaking. In both cases, pentamodal materials with exotic properties are demanded. The last numerical example is the design of a three-dimensional periodic composite, with extreme properties. A topology optimization algorithm based on level set function and topological derivative are the mathematical tools taken for solving the inverse design problem. For all these examples, the application of the proposed rules provides alternatives results to those reported in the bibliography. en_EN
dc.description.abstract Se presenta un marco conceptual para el diseño inverso de materiales elásticos el cual se formula matemáticamente a través de un problema de optimización topológica. El marco conceptual provee herramientas para definir específicamente el espacio de variables del problema de optimización. Las herramientas propuestas están basadas en un análisis de la conexión entre las simetrías geométricas que presentan las microarquitecturas periódicas y sus propiedades elásticas efectivas. Para este análisis se utilizan nociones de cristalografía. Son estudiados conceptos de redes de Bravais y grupos espaciales para entender la forma en que las simetrías de estos objetos pueden ser utilizadas en la metodología de diseño inverso. Como complemento al marco conceptual propuesto, se implementa una base de datos de tensores homogeneizados mediante un análsis de distintos compuestos con microestructuras parametrizadas, apropiadas para el diseño de materiales con propiedades extremas. El desempeño de las herramientas propuestas es evaluado mediante distintas aplicaciones numéricas. El primer ejemplo consiste en diseñar la microarquitectura del compuesto de una estructura elástica, de mínima flexibilidad y mínimo peso. Una segunda aplicación consta del diseño de metamateriales bidimensionales para camuflaje acústico. En el último ejemplo numérico se expone el diseño de un compuesto tridimensional periódico, de propiedades efectivas extremas. Para resolver el problema de diseño inverso de la microarquitectura se adopta un enfoque de homogenización computacional y un algoritmo de optimización basado en derivada topológica y función level-set. En los casos estudiados, la aplicación de los criterios propuestos da como resultado microarquitecturas alternativas a las reportadas en la bibliografía. es_ES
dc.description.sponsorship Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas es_ES
dc.format application/pdf
dc.language.iso spa es_ES
dc.rights info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.uri https://bibliotecavirtual.unl.edu.ar/licencia/licencia.html
dc.subject Inverse design en_EN
dc.subject Elastic metamaterials en_EN
dc.subject Topology optimization en_EN
dc.subject Elastic symmetries en_EN
dc.subject Diseño inverso es_ES
dc.subject Metamateriales elásticos es_ES
dc.subject Optimización topológica es_ES
dc.subject Simetrías en elasticidad es_ES
dc.title Marco conceptual para el diseño inverso de metamateriales elásticos es_ES
dc.title.alternative Conceptual framework applied to elastic metamaterials inverse design en_EN
dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type info:ar-repo/semantics/tesis doctoral
dc.type info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type SNRD es_ES
dc.contributor.coadvisor Mroginski, Javier Luis
unl.degree.type doctorado
unl.degree.name Doctorado en Ingeniería
unl.degree.mention Mecánica Computacional
unl.degree.grantor Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas
unl.formato application/pdf
unl.versionformato 1b
unl.tipoformato PDF/A - 1b


Ficheros en el ítem

Este ítem aparece en

Mostrar el registro sencillo del ítem

Buscar en la biblioteca