Tesis doctoral

Simulation of vortex shedding and vortex induced vibrations in multibox bridge decks using CFD

El desarrollo de tableros de puentes multicajón ha permitido el diseño y construcción tanto de puentes colgantes y atirantados con vanos principales impresionantes, tales como el puente del estrecho de Messina, el puente de Stonecutters o el puente de Xihoumen. Este tipo de configuración de puentes proporciona valores de la velocidad crítica de flameo mayores que los típicos tableros de cajón único. Sin embargo, los tableros multicajón son en muchos casos sensibles a sufrir vibraciones inducidas por desprendimiento de torbellinos.

Crashworthiness analysis and design optimization of hybrid energy absorption devices. Application to aircraft structures

Entre las líneas de investigación para la mejora de diseños aeronáuticos, la optimización estructural para protección ante impacto está en auge. Esta tesis simula, estudia y optimiza numéricamente la respuesta de tubos metálicos con diversos rellenos para su uso como soportes verticales en aeronaves. El uso de nidos de abeja de materiales compuestos y bloques de espuma como refuerzo mejora significativamente la absorción de energía y limita los picos de fuerza que dañan a los ocupantes.

A fully numerical methodology for optimization of deck shape and cables size in long-span bridges considering aeroelastic and structural constraints.

Las técnicas de optimización estructural tienen el suficiente potencial para convertirse en una formidable herramienta en el diseño de puentes de gran vano. La búsqueda de diseños más eficientes y fiables conlleva a la consideración de variables de forma en la sección del tablero, que es uno de los elementos fundamentales del puente. Esto afecta a la aerodinámica del tablero, así como a sus propiedades mecánicas, y en consecuencia a la respuesta aeroelástica del puente.

Reliability-based design and topology optimization of aerospace components and structures

Este trabajo presenta una investigación en análisis de fiabilidad (RA) y diseño óptimo en entornos de incertidumbre (RBDO) con el objetivo de resolver problemas prácticos de estructuras aeroespaciales. Se han considerado dos tipos de problema, cada uno siendo resuelto con un enfoque diferente.

Reliability based design optimization of long-span bridges under flutter constraint

Esta tesis recoge la aplicación de optimización probabilista (RBDO) a puentes colgantes de gran vano considerando condiciones de flameo mediante tres métodos diferentes: Reliability Index Approach, Performance Measure Approach y Sequential Optimization and Reliability Assessment. En el estudio, se tiene en cuenta la existencia de incertidumbre en la velocidad extremal de viento en el emplazamiento del puente, y en las funciones de flameo obtenidas experimentalmente en túnel de viento. Las variables de diseño considerado han sido las chapas que forman el tablero y los cables principales.

Crashworthiness analysis and design optimization of hybrid impact energy absorbers

El cálculo y la optimización de estructuras dedicadas a la absorción de impactos supone siempre un reto de considerable magnitud dadas las dificultades para desarrollar modelos computacionales que reproduzcan fielmente el colapso progresivo de estos elementos. Estas dificultades se multiplican a la hora de plantear una optimización estructural de los componentes, debido a las complejas no-linealidades de las funciones objetivo y el coste de cada evaluación de las mismas.

Análisis de la fiabilidad en estructuras de ingeniería civil y aeronáutica en entornos de computación en paralelo

El modo en el que se tienen en cuenta las incertidumbres presentes en los procedimientos de análisis y diseño actuales es mediante un enfoque semideterminista. Esta manera de proceder puede resultar excesivamente conservadora, lo que tiene como consecuencia un sobredimensionamiento injustificado y el correspondiente sobrecoste económico.

Análisis y optimización en entornos de incertidumbre de estructuras de Ingeniería Civil y Aeronáutica

Los datos necesarios para realizar el diseño de una estructura, en ocasiones presentan cierta incertidumbre o variabilidad. En esta tesis se estudian tres situaciones concretas donde se produce esta variabilidad.

La primera se refiere a la existencia de incertidumbre en algunos valores de las acciones o parámetro de resistencia estructural. Se plantea el problema de obtener la seguridad estructural frente al fenómeno de flameo en puentes de gran vano.

Optimización de la sección transversal y del pico de lanzamiento de puentes lanzados de hormigón pretensado

Aunque el lanzamiento incremental se emplea asiduamente para la construcción de puentes, el procedimiento convencional para la mejora de su diseño se basa en la técnica de prueba y error. Esta forma de trabajo, basada en la experiencia e intuición del proyectista, en ningún caso garantiza alcanzar la mejor de entre todas las soluciones posibles, además de limitarse necesariamente a escasos tanteos. Para que los puentes lanzados incorporen todas las capacidades disponibles de innovación del diseño, debe utilizarse la optimización matemática.

Análisis aeroelástico de puentes soportados por cables en el dominio del tiempo y de la frecuencia

La interacción entre el viento y la estructura de un puente de grandes vanos da lugar a fenómenos aeroelásticos como el flameo, que es importante como caso de carga límite último ya que conlleva al colapso de la estructura, y del bataneo, o análisis de vibraciones inducidas por la turbulencia del viento, que se considera carga límite de servicio.

Distribuir contenido