Desarrollo de un método numérico para la optimización multi-objetivo del diseño de resortes helicoidales a compresión - Van Patten Rivera, Erick (2022)
En esta investigación se define la implementación de un método numérico que utiliza un algoritmo genético para la optimización multi-objetivo de resortes helicoidales con el objetivo de minimizar la masa mientras se maximiza la resistencia a la fatiga y la robustez de su diseño. El método numérico y los casos de estudio en los que se prueba se enfocan principalmente a los resortes utilizados en las válvulas de control de flujo, sin embargo la metodología se puede cambiar a ser aplicable a otras aplicaciones en resorte similares. Para la implementación del algoritmo se determinan los requerimientos de diseño de los resortes y las restricciones a las que estarán sometidos, después de esto se programa el algoritmo y se prueba con funciones teóricas para verificar su efectividad. Una vez probado el algoritmo se realiza un modelo dinámico de masa amortiguador resorte con múltiples grados de libertad y se traslada esto a un conjunto de formulaciones matemáticas con las cuales se ejecuta la optimización. Finalmente se presentan y analizan tres casos de estudios con diferentes patrones de fuerza: un patrón sinusoidal, una onda de presión y una fuerza aleatoria. Para los diferentes casos de estudio se obtienen las frontera pareto-óptimas en las cuales se encuentran las combinaciones de variables de diseño para el diámetro del resorte, diámetro del alambre y número de espiras activas que tendrán una mejor relación de masa a resistencia a la fatiga y robustez del diseño.