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Estudio detallado sobre el comportamiento de las uniones en T de vigas mejoradas para la caracterización de estructuras tubulares, basado en redes neuronales artificiales entrenadas con modelos de elementos finitos

Autores: Badea, Francisco; Perez, Jesus Angel; Olazagoitia, Jose Luis

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Estudio detallado sobre el comportamiento de las uniones en T de vigas mejoradas para la caracterización de estructuras tubulares, basado en redes neuronales artificiales entrenadas con modelos de elementos finitos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Soldadas
Articulaciones
Validación
Redes neuronales
Rigidez
Elementos finitos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 50

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El comportamiento real de las uniones en T soldadas en estructuras tubulares depende fuertemente de la topología de la unión a nivel de la junta. En el análisis de elementos finitos, se suelen emplear elementos tipo viga debido a su simplicidad y bajo costo computacional, aunque no pueden reproducir las topologías y características de las uniones. Para ajustar su comportamiento a una situación más realista, se pueden introducir elementos elásticos a nivel de la junta, cuyas características deben ser determinadas a través de validaciones costosas. Este documento estudia la optimización e implementación de los datos de validación, a través de la creación de un modelo de sustitución óptimo basado en redes neuronales, lo que conduce a un modelo que predice la rigidez de los elementos elásticos, introducidos a nivel de la junta basándose en datos disponibles. El documento se centra en cómo se debe elegir la red neuronal, cuando los datos de entrenamiento son muy limitados y, más importante aún, cuáles de los datos disponibles deben usarse para el entrenamiento y cuáles para la verificación. La metodología utilizada se basa en un análisis de Monte Carlo que permite un estudio exhaustivo tanto de los parámetros de la red como de la distribución y elección de los datos limitados en el conjunto de entrenamiento para optimizar su rendimiento. Los resultados obtenidos indican que el uso de redes neuronales sin una metodología cuidadosa en este tipo de problemas podría llevar a resultados inexactos. También se muestra que una elección consciente de los datos de entrenamiento, entre los datos disponibles en el problema de elección de parámetros elásticos para uniones en T en elementos finitos, es fundamental para lograr modelos de sustitución funcionales.

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