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Autor
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Lisa Vatterodt
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Instituto
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Escuela Superior de Técnica y Economía del Sarre |
En el primer paso, se realiza el análisis estático de las estructuras de placas mediante el método de elementos finitos (FEM). Se utilizan los fundamentos de la teoría de placas de Mindlin, así como la determinación de las tensiones principales y las direcciones principales asociadas. Los valores obtenidos sirven de base para la simulación del flujo de fuerzas en la placa. El centro del trabajo es la implementación del algoritmo de Physarum polycephalum mediante un modelo de red basado en partículas que reproduce los mecanismos naturales de formación de patrones y adaptación del moho mucilaginoso. En este caso, se emplean partículas que se mueven considerando concentraciones de quimioatrayentes y forman redes autoorganizadas mediante reglas sensoriales simples. En la simulación actúan como estímulos tanto los puntos de apoyo de la placa como las trayectorias de los momentos principales del cálculo FEM.
La simulación se realiza de manera iterativa, optimizando la red mediante el refuerzo de las rutas principales hasta que se alcanza un estado de equilibrio estable. Los resultados muestran que el modelo basado en partículas es capaz de representar de manera adaptativa las líneas de flujo de fuerza de la placa, generando una estructura de red que se diferencia significativamente de las rejillas de refuerzo ortogonales convencionales. Esto permite la colocación dirigida del refuerzo a lo largo de los trayectos reales de tensión, lo cual resulta en un mejor aprovechamiento del material, menores cantidades de acero y una mayor capacidad de carga. Además, se destaca la alta flexibilidad del enfoque, que también puede representar de manera robusta estructuras de placas complejas con condiciones de borde y casos de carga variables. Esto abre perspectivas para una construcción sostenible y eficiente en recursos en la ingeniería estructural.