Prontuari informàtic…

… de la EHE?, doncs no, ha arribat el Prontuari Informàtic d’Estructures Metàl·liques i Mixtes (PIEM).

La setmana pasada vaig tenir una d’aquelles sorpreses agredolces. Al obrir la Newsletter de Constructalia vaig veure que destacaven el llançament del PIEM. De la mà de FHECOR, APTA i ArcelorMittal han llançat aquesta aplicació de descàrrega gratuïta però de grans possibilitats, conté mòduls dels Materials, Anàlisis, ELS, ELU, Unions, resistència al foc i durabilitat. Però el més interessant és el mòdul d’anàlisi seccional, que permet el càlcul d’interacció d’esforços (Moment-Tallant, Moment-Axil i Moment XX-Moment YY) per tot tipus de seccions. Per tot tipus de seccions??, SÍ!!, també classe 4.

De moment és una versió betta, però la impressió inicial és que és molt complet i que pot ser una eina molt potent. L’única pega que se’n podria destacar és la difícil navegació pels diferents continguts.

PIEM beta V.1.0.0.4

Detalls Constructius. CYPE

L'altre dia, mentre xafardejava per el web de CYPE, vaig fer un descobriment d'aquells que et donen ganes de pregonar-ho als quatre vents. Resulta que CYPE edita un llibre de detalls constructius, Biblioteca de Detalles Constructivos, el llibre aquest ja el tenia fitxat des de feia temps, però com que costa més de 110€ només l'havia pogut fullejar a la Diaz de Santos. La sorpresa va ser quan vaig a petar a http://detallesconstructivos.cype.es/ i descobreixo que tots els detalls del llibre es troben digitalitzats!! 

(Espero que no porti molt de temps en funcionament aquest tema, perqué sinò em sentiria com un amateur ¬¬').

Els GA i la ciència dels materials

El mètode científic es basa en l'experimentació per confirmar o refutar les teories, i com que la ciència dels materials és una ciència, tal com diu el seu nom, s'utlitzen constantment assaigs de laboratori per establir les lleis de comportament d'un material. En el món dels materials de contrucció aquestes lleis constitutives estan consolidades des de décades, sobretot pels materials habituals, en canvi, en alguns materials més novedosos encara s'està investigant. Aquest és el cas del formigó reforçat amb fibres (FRF).

Aplicant un Algoritme Genètic (GA) per tal de depurar els resultats de laboratori s'obté una llei constitutiva "creada" per l'algoritme que s'adapta a la informació que se l'hi ha introduït. Aquí presento alguns resultats, semblen molt caòtics, però es corresponen totalment amb els assaigs dels que s'ha partit. A mesura que s'afegeixin més dades d'entrada, l'algoritme anirà reduïnt el "soroll" degut a la variabilitat de cada assaig.

També s'observa en la figura com convergeixen els errors (punts negres) i com s'agrupen els resultats de cada variable a mesura que va convergint la solució (punts verds i taronges del fons). Realment que visualment plasmat la evolució de la solució al llarg de les 50 generacions calculades. Qui diu que la inginyeria són només números?

Algoritmes Genètics, GA

L'any 1999 per primer cop es concedeix una patent a un invent no realitzat directament per un ser humà. Mitjançant un algoritme genètic (GA) una computadora va dissenyar una antena de forma òptima, sense partir de cap idea preconcebuda de com ha de ser una antena. El resultat un disseny totalment diferent al habituals.

Al 2001 Chellapilla i Fogel creen, mitjançant un GA, un software per jugar a les dames, sense cap tipus de jugada a la seva memòria, el codi només consisitia en les regles del joc i la funció a optimitzar era la d'ocupar el màxim nombre de caselles del tauler. Batejat com Anaconda era capaç de derrotar a jugadors experts.

Els GA són una tècnica d'optimització, la idea bàsica parteix de la teoria de la selecció natural clàssica. En un problema del que no sabem la solució es genera una població de solucions, d'aquestes se'n seleccionen les millors (les més properes al valor buscat) i s'aparellen entre elles. De cada parella surten noves solucions semblants a les predecessores. I així, mitjançant la selecció natural s'acaba convergint a una solució prou bona.

La grandesa dels GA es que pots buscar possibles solucions a un problema molt complex del que no es coneix la relació entre les variables. Per exemple, en enginyeria civil s'utilitza per xarxes de transport i per optimitzar rutes; i en enginyeria estructural s'ha utilitzat per dissenyar elements de ponts i gelosies.Últimament m'he interessant bastant en aquests temes i estic treballant en l'aplicació dels GA per obtenir lleis consitutives del materials a partir d'assaigs de laboratori. Concretament, m'he centrat en el formigò reforçat amb fibres (FRC), espero poder penjar alguna cosa en breu.

B-T o EF

Que passa quan s’ha de projectar un element de formigó on no es compleix la teoria de bigues d’Euler-Bernoulli, una regió D. En general hi ha tres opcions:

- Suposes que si que es compleix la hipòtesis i t’ho inventes.

- Utilitzes Bieles i Tirants (B-T).

- Fas un model d’elements finits (EF).

Si es descarta la primera opció i s’opta per fer-ho bé s’acaba parant a la típica disjuntiva entre B-T o EF. Ningú no dubta que el mètode de les bieles i tirants és molt intuïtiu i didàctic. És fàcil i ràpid d’aplicar, però sempre queda el dubte... Que passar d’un element continu a quatre barres articulades pot ser una mica patilleru.

Per demostrar l’eficàcia d’aquest mètode aquí teniu la comparació d’un càlcul d’una junta amb una càrrega concentrada (típic cas per aplicar B-T). La diferència del resultat de calcular-ho amb EF lineals (uns 40 minuts per introduir la geometria, discretització, càrregues i interpretar resultats) o B-T (1 minut per fer dos multiplicacions i una divisió) va ser només del 3%.

Tota aquesta història només és per acabar recomanant un web que vaig trobar sobre Bieles i Tirants on també hi ha un programa gratuït (CAST) per calcular problemes més complexes mitjançant aquest mètode.