Grupo/UCT: CIMTA
Director: CORTÍNEZ, Víctor HugoFecha de Inicio: 01/01/2019 Fecha de Finalización: 31/12/2021
Integrantes del Proyecto
INVESTIGADORAS FORMADAS: Domínguez, Patricia Neri; Stoklas, Cecilia Inés
BECARIA ALUMNA UTN-SAE: Stricci Lezana, Valentina
En los últimos 40 años la ingeniería estructural ha sido renovada por la introducción de nuevos materiales, en particular de aquellos denominados materiales compuestos. Se trata de la combinación de dos o más materiales para formar uno nuevo con características mejoradas.
Entre tales materiales emergentes es posible citar a los compuestos laminados, constituidos por fibras de gran rigidez y resistencia unidas por una matriz, y a los metamateriales acústicos, construidos con componentes de muy diferente rigidez. Los primeros, en general, poseen propiedades mejoradas de rigidez y resistencia en relación a su peso y mayor resistencia a corrosión y fatiga, lo que los hace especialmente adecuados para diversas aplicaciones. Los mencionados en segundo término poseen características novedosas relacionadas con la absorción de vibración en ciertas bandas de frecuencia.
Las propiedades mejoradas de tales materiales dependen de su estructura interna (por ejemplo orientación y disposición de las fibras en cada laminado, o micro estructura en un metamaterial acústico). Por lo tanto, para aprovechar de manera completa sus ventajas, estos modernos materiales deben ser diseñados de manera concurrente con la estructura que conforman.
Otra forma de ver el problema de diseño es considerar la existencia de dos planos estructurales acoplados: el problema microestructural relacionado con las propiedades del material homogeneizado y el problema macro estructural relacionado con la respuesta de la estructura global ante diversas solicitaciones (análisis estructural propiamente dicho).
Cabe aclarar que una importante cantidad de aplicaciones de tales materiales emergentes tiene que ver con estructuras esbeltas teniendo forma de placas o vigas.
El presente proyecto se dirige al desarrollo de métodos de análisis y diseño adecuados para analizar estructuras esbeltas construidas con materiales compuestos con especial énfasis en el control de vibraciones.
En particular se estudiarán los siguientes aspectos:
- Diseño óptimo de estructuras esbeltas contemplando materiales compuestos laminados. En particular se consideran modelos de vigas de secciones arbitrarias que tienen en cuenta modos de alabeo generalizados. Estos modelos permiten determinar con precisión las tensiones en elementos estructurales complejos tales como álabes de aerogeneradores, elementos de máquinas. alas de aviones, puentes y estructuras de barcos.
- Dinámica estructural de materiales periódicos mediante enfoques de homogeneización. Aplicación al diseño óptimo de estrategias para la atenuación de vibraciones en diferentes tipologías estructurales.
- Dinámica flexo-torsional de vigas construidas con metamateriales. Consideración de la estructura de bandas de atenuación de vibraciones. Investigación sobre diferentes alternativas de construcción de vigas de metamateriales acústicos: absorbedores dinámicos distribuidos, estructura reticular periódica. Diseño óptimo para atenuación de vibraciones.