Diseño de la Microestructura de Materiales con Propiedades Termicas Función de la Posición Utilizando Algoritmos Genéticos.

M. DONDERO; A. RODRIGUEZ CARRANZA; A.P. CISILINO

San Nicolás

Congreso; Congreso SAM/CONAMET 2007; 2007

Sociedad Argentina de Materiales

Los materiales con propiedades función de la posición (o Functionally Graded Materials en inglés) son materiales compuestos en los que la composición de su microestructura se ajusta en formal local con el objetivo de lograr una cierta graduación de sus propiedades. Esta idea puede ser utilizada por ejemplo en la producción de espumas poliméricas para aislamiento  térmico. Las espumas consisten en una matriz termoplástica conteniendo poros rellenos con gas, donde la distribución espacial de los poros puede ajustarse para lograr propiedades de conducción térmica “a medida” según lo requiera el usuario. Se presenta en este trabajo una herramienta numérica computacional para el diseño de la microestructura de espumas. La herramienta consiste en un algoritmo de optimización con el perfil de temperatura a lo largo de la muestra como función objetivo y la distribución espacial de los poros como variables de diseño. El algoritmo de optimización utiliza la metodología de los Algoritmos Genéticos (AG). La implementación computacional se realiza en forma eficiente utilizando la formulación de Multipolos del Método de los Elementos de Contorno (FM-BEM) para el modelo térmico de la espuma mientras que el AG se ejecuta en forma paralela utilizando un clúster de PCs. La versatilidad de la herramienta se demuestra por medio de una serie de ejemplos.