Optimización topológica de disipadores histeréticos de placas ranuradas con la técnica de los autómatas celulares híbridos

Mendoza Cuy, Angie Paola

Optimización topológica de disipadores histeréticos de placas ranuradas con la técnica de los autómatas celulares híbridos

dc.contributor.advisor	Begambre Carrillo, Óscar Javier
dc.contributor.advisor	Villalba Morales, Jesús Daniel
dc.contributor.author	Mendoza Cuy, Angie Paola
dc.contributor.evaluator	Chio Cho, Gustavo
dc.contributor.evaluator	Denner Leonel, Edson
dc.date.accessioned	2023-06-20T21:45:14Z
dc.date.available	2023-06-20T21:45:14Z
dc.date.created	2023-05-30
dc.date.issued	2023-05-30
dc.description.abstract	Los disipadores histeréticos metálicos de placas ranuradas son una opción confiable usada como técnica de control de respuesta sísmica; se ha comprobado que disminuyen las derivas y ayudan a mitigar daños a elementos estructurales de las edificaciones, además son dispositivos de bajo costo de fabricación y de fácil mantenimiento. Sin embargo, la cantidad de energía que puede disipar un dispositivo de este tipo está relacionada directamente con la forma, tamaño, cantidad y distribución de ranuras y con el espesor y dimensiones que la placa puede tomar, lo que dificulta el análisis efectivo y selección de opciones optimas. Este trabajo de investigación desarrolla un procedimiento para su análisis y optimización, el cual consiste en aplicar la técnica de los autómatas celulares híbridos para la optimización topológica de disipadores histeréticos metálicos de placas ranuradas trabajando a cortante. Las fases del proyecto fueron (i) revisión de literatura para extraer información de interés para el modelo de elementos finitos y formulación del problema de optimización y revisión de manuales de uso de los programas de computadora (ii) elaboración y validación del modelo de elementos finitos en ANSYS APDL (iii) formulación del problema de optimización y adaptación del algoritmo al problema de optimizar disipadores de placas ranuradas y escritura de códigos en MATLAB (iv) establecimiento del procedimiento de enlace entre ANSYS APDL y MATLAB y obtención de los dispositivos optimizados v) análisis de resultados. Los resultados indican que la formulación de los autómatas celulares aplicada en problemas de optimización actúa como técnica de filtrado permitiendo obtener versiones optimizadas de la geometría inicial del disipador con mejoras de disipación de energía de hasta 371%. Esta técnica emplea una cantidad relativamente baja de iteraciones. Exploraciones adicionales muestran limitaciones del algoritmo relacionadas con la distribución de esfuerzos y energía de deformación de la configuración inicial.
dc.description.abstractenglish	Steel slit hysteretic dampers are a reliable option used as a seismic response control technique. It has been proven that they reduce drifts and help mitigate damage to structural elements of buildings, they are also low-cost manufacturing devices and easy to maintain. However, the amount of energy that a device of this type can dissipate is directly related to the shape, size, number and distribution of slots and the thickness and dimensions that the plate can take, which makes it difficult to effectively analyze and select optimal options. This research work develops a procedure for its analysis and optimization, which consists of applying the technique of Hybrid Cellular Automata (HCA) for the topological optimization of hysteretic steel slit damper working in shear. The phases of the project were (i) literature review to extract information of interest for the finite element model and formulation of the optimization problem and review of manuals for the use of software (ii) elaboration and validation of the finite element model in ANSYS APDL (iii) formulation of the optimization problem and adaptation of the algorithm to the problem of optimizing hysteretic steel slit dampers and writing of codes in MATLAB (iv) establishment of the link procedure between ANSYS APDL and MATLAB and obtaining the optimized devices v) analysis of results. The results indicate that the formulation of the cellular automata applied in optimization problems acts as a filtering technique and allows the obtention of optimized versions of the initial geometry in a relatively low number of iterations. Additional explorations show limitations of the algorithm related to the stress and strain energy distribution of the initial configuration.
dc.description.degreelevel	Maestría
dc.description.degreename	Magíster en Ingeniería Civil
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14584
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.program	Maestría en Ingeniería Civil
dc.publisher.school	Escuela de Ingenieria Civil
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Optimización topológica
dc.subject.keyword	Topology Optimization
dc.title	Optimización topológica de disipadores histeréticos de placas ranuradas con la técnica de los autómatas celulares híbridos
dc.title.english	Topological Optimization of Steel Slit Dampers with the Technique of Hybrid Cellular Automata
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dspace.entity.type