Camuflaje Mecánico Frente a Cargas Térmicas Mediante Dispositivos Diseñados por Optimización

Abstract

En el presente trabajo se propone un nuevo método de diseño de dispositivos mecánicos para manipular el campo de desplazamientos en materiales elásticos lineales sometidos a gradientes térmicos. El mismo consiste en resolver un problema de optimización no lineal donde la función objetivo define el error en lograr el campo de desplazamientos deseado, y las variables de diseño determinan la distribución de material requerida. Para facilitar la fabricación de los dispositivos así diseñados, el material en cada punto es seleccionado de un conjunto predefinido de materiales candidatos, dando lugar a un problema de optimización discreta, el cual es abordado utilizando el método de materiales simples isótropos con penalización (SIMP). En el mismo, la fracción de cada material se define como una función continua. Los materiales candidatos son isótropos, pero el dispositivo de camuflaje obtenido se comporta como un metamaterial, permitiendo la manipulación deseada del campo de desplazamientos.