Optimización topológica a partir de medidas progresivas del campo de desplazamiento

Abstract

El presente Trabajo de Fin de Grado tiene como objetivo principal evaluar la eficacia de un método de optimización topológica basado en datos experimentales obtenidos mediante Correlación Digital de Imágenes (DIC), explorando una estrategia gradual con reducciones de masa progresivas del 10 % por etapa. Esta metodología se compara con el enfoque tradicional de optimización directa con reducción única del 50 %, aplicado en trabajos precedentes. El estudio se desarrolla mediante ensayos de flexión sobre probetas fabricadas en PLA mediante impresión 3D (tecnología FFF), cuyos desplazamientos se capturan utilizando un sistema óptico calibrado. A diferencia de estudios anteriores, en los que se impusieron desplazamientos, en esta ocasión se aplica una misma fuerza constante en cada ensayo, permitiendo así evaluar de forma más coherente la evolución estructural entre etapas. El análisis se complementa con simulaciones por el Método de los Elementos Finitos (FEM) en dos configuraciones de contacto: mediante medias cañas y mediante enlaces puntuales. Se realiza una comparación detallada entre los resultados experimentales (DIC progresivo y DIC directo) y los numéricos (FEM), tanto para probetas de 30 mm como de 90 mm. Los resultados muestran que la metodología iterativa no presenta mejoras evidentes respecto al método directo, especialmente en el caso de la probeta de 90 mm, donde incluso se observan divergencias más notables. A raíz de estas observaciones, se reformula parcialmente la hipótesis inicial, incorporando también desplazamientos en el eje X en futuras progresiones para mejorar la fidelidad del modelo. Este planteamiento abre nuevas líneas de investigación en el campo de la optimización híbrida basada en datos experimentales.