Modelos computacionales no-lineales de estructuras complejas sometidas a cargas dinámicas utilizando técnicas impulsadas por datos (data driven)

Los avances en manufactura aditiva o impresión 3D han permitido fabricar nuevos metamateriales con propiedades mecánicas dependientes de su topología a diferentes escalas que requieren un abordaje computacional utilizando teorías computacionales modernas como el Data Driven Computacional. A pesar de las ventajas mencionadas, el uso de los metamateriales en aplicaciones industriales es aún restringido debido a la dificultad de estimar o predecir la resistencia y tiempo de vida del material. Hipótesis: Las propiedades dependen principalmente del estado de esfuerzos y deformación a nivel mesoestructural. Sin embargo, según el nuevo paradigma computacional no necesariamente necesitan una relación constitutiva entre la deformación y esfuerzo. El presente proyecto utilizará la metodología de tipo cuantitativa: a) experimental, con la fabricación y ensayo de materiales; b) simulación computacional, con la formulación analítica y/o numérica de modelos computacionales con data driven. El objetivo general es investigar el comportamiento mecánico no-lineal de metamateriales auxéticos fabricados por impresión 3D utilizando modelos computacionales multiescalares basados en la mecánica computacional con Data-Driven. Los objetivos específicos son: realizar un estado del arte sobre la aplicación del análisis por elementos finitos multiescalares basados en Data Driven Computatinal Mechanics, Data Driven Computing en problemas dinámicos, y la fabricación por impresión 3D de metamateriales auxéticos; fabricar por impresión 3D probetas para realizar ensayos de caracterización elástica y viscoelástica del material; realizar simulaciones RVE a escala mesoestructural de la estructura celular para generar una base de datos utilizando las propiedades elásticas y viscoelásticas obtenidas de los ensayos experimentales; y, realizar simulaciones a escala macroestructural basados en Data-Driven Computational Mechanics utilizando la base de datos generada previamente para problemas de fatiga y viscoelasticidad. El resultado esperado de esta investigación es desarrollar un algoritmo de mecánica computacional con Data Driven sobre la base de experimentos de probetas de metamateriales impresos en 3D. Producto de este trabajo, se publicaran por lo menos 02 artículos científicos y se graduaron por lo menos 03 tesistas. El modelo computacional multiescalar desarrollado servirá como referencia para futuras investigaciones en el análisis analitico y/o numérico estatico y dinámico de los metamateriales con arquitectura celular.