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Análisis numérico del comportamiento a tracción y compresión de estructuras biomiméticas

Resumen

Dado que el diseño bio-inspirado ha brindado soluciones óptimas en diferentes campos del conocimiento, y actualmente, el desarrollo de nuevas tecnologías computacionales provee algoritmos factibles para descifrar los conocimientos acumulados durante miles de millones de años en la naturaleza, los cuales también podrían dar solución a problemas estructurales en el campo de aplicación de la ingeniería civil. Este estudio integró el modelado tridimensional, la predicción por redes neuronales de aprendizaje profundo y la simulación por el método de elementos finitos mediante el software Ansys, para analizar y comparar el comportamiento a tracción y compresión de las estructuras biomiméticas: giroide, helicoidal y trabecular. De igual forma mediante análisis de sensibilidad se observó e identificó el comportamiento específico de cada geometría bio-inspirada y se determinó la relación y tendencia del volumen neto de material y la deformación, ante la variación de los parámetros geométricos propios, para un intervalo específico del espacio de diseño limitado a una probeta definida según la norma ASTM E9-09 con una altura de 14 cm. Los resultados muestran la comparación entre las curvas esfuerzo-deformación de cada estructura frente a las otras dos, en las cuales se analizaron las características de: rigidez, absorción de energía de deformación (tenacidad) y relación rigidez/volumen traducida como optimización de material.