Diseño de Actuadores Flexibles Multifísicos Basado en Derivada Topológica

Abstract

Este trabajo se enfoca en el diseño de actuadores flexibles gobernados por fenómenos multifísicos. El objetivo es obtener diseños óptimos de actuadores electro-termo-mecánicos forzados mediante calentamiento Joule. Se consideran problemas de diseño bidimensionales usando modelos cinemáticos y constitutivos lineales acoplados unidireccionalmente, esto es, el campo de solución del problema eléctrico afecta al térmico y este a su vez al mecánico, pero lo contrario no sucede. Las soluciones de las ecuaciones de estado se obtienen mediante el método de los elementos finitos, y el diseño de estos dispositivos se logra mediante un algoritmo de optimización topológica basado en la evolución de curvas level-set guiada por la derivada topológica del problema. Se presenta marco teórico y ejemplos.