Optimización de Estructuras Sándwich Compuestas: Una Revisión
Autores: Sadiq, Muhammad Ali; Kovács, György
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización de Estructuras Sándwich Compuestas: Una Revisión
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estructuras de sándwich
Técnicas de optimización
Materiales compuestos
Rendimiento mecánico
Simulaciones numéricas
Peso estructural
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Las estructuras de sándwich compuestas juegan un papel significativo en diversas aplicaciones de ingeniería debido a su excelente relación resistencia-peso, durabilidad, vida útil, rendimiento acústico, características de amortiguación, rendimiento de sigilo y capacidades de absorción de energía. La optimización de estas estructuras resulta en la mejora de su rendimiento mecánico, reducción de peso, rentabilidad y sostenibilidad. Esta revisión proporciona un análisis exhaustivo de los avances recientes en las técnicas de optimización aplicadas en el caso de estructuras de sándwich compuestas, centrándose en la configuración estructural, las capas externas y el diseño de núcleos innovadores, condiciones de carga, metodologías de análisis y aplicaciones prácticas. Se discuten en detalle varios procedimientos de optimización, algoritmos de un solo y múltiples objetivos, Algoritmos Genéticos (GAs), Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) y marcos de optimización basados en Aprendizaje Automático (ML), así como simulaciones numéricas basadas en Elementos Finitos (FE). Se destaca el papel del material y la geometría del núcleo, la selección del material de la capa externa y las limitaciones de fabricación para lograr un rendimiento óptimo bajo cargas estáticas, dinámicas, térmicas y de impacto bajo diversas condiciones de contorno. Además, se examinan desafíos como la eficiencia computacional, la validación experimental y los compromisos entre el peso estructural y el rendimiento. Los hallazgos de esta revisión ofrecen perspectivas sobre las direcciones de investigación recientes y futuras para la optimización de construcciones de sándwich, enfatizando la integración de técnicas numéricas avanzadas para el análisis y la optimización estructural eficiente.
Descripción
Las estructuras de sándwich compuestas juegan un papel significativo en diversas aplicaciones de ingeniería debido a su excelente relación resistencia-peso, durabilidad, vida útil, rendimiento acústico, características de amortiguación, rendimiento de sigilo y capacidades de absorción de energía. La optimización de estas estructuras resulta en la mejora de su rendimiento mecánico, reducción de peso, rentabilidad y sostenibilidad. Esta revisión proporciona un análisis exhaustivo de los avances recientes en las técnicas de optimización aplicadas en el caso de estructuras de sándwich compuestas, centrándose en la configuración estructural, las capas externas y el diseño de núcleos innovadores, condiciones de carga, metodologías de análisis y aplicaciones prácticas. Se discuten en detalle varios procedimientos de optimización, algoritmos de un solo y múltiples objetivos, Algoritmos Genéticos (GAs), Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) y marcos de optimización basados en Aprendizaje Automático (ML), así como simulaciones numéricas basadas en Elementos Finitos (FE). Se destaca el papel del material y la geometría del núcleo, la selección del material de la capa externa y las limitaciones de fabricación para lograr un rendimiento óptimo bajo cargas estáticas, dinámicas, térmicas y de impacto bajo diversas condiciones de contorno. Además, se examinan desafíos como la eficiencia computacional, la validación experimental y los compromisos entre el peso estructural y el rendimiento. Los hallazgos de esta revisión ofrecen perspectivas sobre las direcciones de investigación recientes y futuras para la optimización de construcciones de sándwich, enfatizando la integración de técnicas numéricas avanzadas para el análisis y la optimización estructural eficiente.