Aplicación de técnicas de evolución diferencial para identificar líneas de rótulas en placas

Abstract

El efecto de un daño interno que provoca la ruptura de fibras en una o varias capas en placas compuestas se puede modelar con la presencia de una línea de rótulas plásticas o elásticas que suele ser recta en el caso de materiales compuestos reforzados con fibras unidireccionales. Dado que la presencia de un daño en un elemento estructural introduce una flexibilidad local que modifica su comportamiento dinámico, el objetivo de este trabajo es aplicar técnicas de evolución diferencial para detectar, a partir de las características dinámicas del sistema, la presencia de una zona debilitada en placas. La posición, la longitud y la flexibilidad de la línea de rótulas son variables desconocidas y se pretende identificarlas. La estrategia de búsqueda consiste en implementar técnicas de evolución diferencial (ED) combinadas con un algoritmo variacional directo que modele el comportamiento de la placa. El algoritmo mencionado permite obtener las características dinámicas de la placa debilitada durante el proceso de optimización reduciendo el tiempo de cálculo en cada paso de la evaluación. Para verificar la robustez de la técnica propuesta en obtener los parámetros desconocidos que caracterizan la zona debilitada se realizaron 100 pruebas de optimización. Se consideraron dos casos de estudios: una placa con una fisura de borde a borde y una placa con una fisura interna.