Análisis y optimización en entornos de incertidumbre de estructuras de ingeniería aeronáutica

Los datos necesarios para realizar el diseno de una estructura, en ocasiones presentan cierta incertidumbre o variabilidad. En esta tesis se estudian tres situaciones donde se produce esta variabilidad introduciendo dicha informacion en el diseno, aplicando metodologias existentes y otras aportadas por esta investigacion. La primera situacion que se analiza es la existencia de incertidumbre en algunos valores de las acciones o parametros de resistencia estructural. El analisis probabilista de estructuras permite utilizar esta informacion en el diseno final, proporcionando resultados acerca de la probabilidad de fallo estructural. En esta investigacion se plantea la aplicacion del analisis probabilista al fenomeno de flameo en puentes de gran vano, obteniendo la probabilidad de fallo de la estructura. Se considera existencia de incertidumbre en los valores de la accion del viento y los datos obtenidos en laboratorio para determinar la velocidad de flameo de un puente. Este planteamiento se aplica al puente sobre el estrecho de Messina. La siguiente situacion de variabilidad estudiada se produce en el proceso de optimizacion, cuando uno de los parametros que se habia considerado fijo cambia su valor. En este caso en lugar de volver a resolver el problema de optimizacion se puede aproximar la solucion optima mediante diferentes metodologias y reducir asi el coste computacional. Esta investigacion mejora uno de los metodos existentes aplicandolo a ejemplos sencillos y a una estructura real en el campo aeronautico. Por ultimo se analiza la posibilidad de que una estructura pueda sufrir colapsos parciales. En estas circunstancias, en funcion del dano que pueda ocasionar, es necesario asegurar la integridad de la estructura hasta su reparacion o demolicion. En esta tesis se desarrolla una metodologia para dimensionar la estructura de minimo peso que cumple las condiciones exigidas al diseno tanto para la estructura intacta como para las configuraciones danadas que se han considerado. Dicha metodologia se aplica a ejemplos sencillos de barras y a una estructura simplificada del fuselaje de un avion