Caracterización de material hiperelástico anisotrópico: criterio de estabilidad y calibración inversa con estrategias evolutivas
Autores: Canales, Claudio; García-Herrera, Claudio; Rivera, Eugenio; Macías, Demetrio; Celentano, Diego
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Caracterización de material hiperelástico anisotrópico: criterio de estabilidad y calibración inversa con estrategias evolutivas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Materiales hiperelásticos anisotrópicos propuestos
Estrategias evolutivas
Comportamiento mecánico
Análisis arterial
Simulaciones de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, proponemos un procedimiento confiable y estable para caracterizar materiales hiperelásticos anisotrópicos. Para este propósito, se utiliza un método de optimización metaheurística conocido como estrategias evolutivas. La ventaja de esta técnica con respecto a los métodos tradicionales utilizados para la optimización no lineal, como el Método de Levenberg-Marquardt, es que este algoritmo metaheurístico está orientado a la optimización global de un problema, es independiente de los gradientes y permite resolver problemas con restricciones. Estas características son esenciales al caracterizar materiales hiperelásticos que presentan no linealidades y están condicionados a regiones de estabilidad. Para caracterizar el comportamiento mecánico de las arterias analizadas en este trabajo, se utilizan los modelos hiperelásticos anisotrópicos de Holzapfel-Gasser-Ogden y Gasser-Holzapfel-Ogden. Un punto importante del análisis es que estos modelos pueden presentar un comportamiento no físico: esta desventaja se supera definiendo un nuevo criterio de estabilización en conjunto con las estrategias evolutivas. Finalmente, las simulaciones de elementos finitos se utilizan en conjunto con las estrategias evolutivas para caracterizar datos experimentales del test de presurización de la arteria, asegurando que los parámetros obtenidos sean estables y representativos de la respuesta del material.
Descripción
En este trabajo, proponemos un procedimiento confiable y estable para caracterizar materiales hiperelásticos anisotrópicos. Para este propósito, se utiliza un método de optimización metaheurística conocido como estrategias evolutivas. La ventaja de esta técnica con respecto a los métodos tradicionales utilizados para la optimización no lineal, como el Método de Levenberg-Marquardt, es que este algoritmo metaheurístico está orientado a la optimización global de un problema, es independiente de los gradientes y permite resolver problemas con restricciones. Estas características son esenciales al caracterizar materiales hiperelásticos que presentan no linealidades y están condicionados a regiones de estabilidad. Para caracterizar el comportamiento mecánico de las arterias analizadas en este trabajo, se utilizan los modelos hiperelásticos anisotrópicos de Holzapfel-Gasser-Ogden y Gasser-Holzapfel-Ogden. Un punto importante del análisis es que estos modelos pueden presentar un comportamiento no físico: esta desventaja se supera definiendo un nuevo criterio de estabilización en conjunto con las estrategias evolutivas. Finalmente, las simulaciones de elementos finitos se utilizan en conjunto con las estrategias evolutivas para caracterizar datos experimentales del test de presurización de la arteria, asegurando que los parámetros obtenidos sean estables y representativos de la respuesta del material.