Thesis:

Implementación y validación virtual de plataforma de coordinación cliente-servidor para subestructuración multitasa en ensayos de simulación híbrida en tiempo real

La simulación híbrida en tiempo real (RTHS por su nombre en inglés Real-Time Hybrid Simulation) es una poderosa técnica ciberfísica rentable para realizar la evaluación de sistemas estructurales, el cual se basa en la metodología de subestructuración en la que los componentes difíciles de modelar se prueban en una configuración experimental mientras que el resto de la estructura se modela numéricamente. En las últimas décadas, ha habido avances significativos en el desarrollo de modelos numéricos no lineales para capturar escenarios de respuesta inelástica y grandes desplazamientos para una evaluación estructural realista. Sin embargo, estos desarrollos están implementados en software de elementos finitos (FE). Por lo tanto, para trabajar con subestructuras más complejas y lograr resultados realistas, es fundamental integrar las capacidades del análisis de elementos finitos. La motivación de este estudio es brindar un procedimiento general y manejable para que los investigadores en RTHS logren el acoplamiento de un software FE ampliamente utilizado con el software de control disponible en laboratorio. Esta coordinación utiliza la arquitectura cliente-servidor sobre una red informática. En este estudio, se eligieron el software OpenSeesPy y Matlab/Simulink como FE y software de control, respectivamente. A través de una serie de simulaciones, tanto locales como con hardware externo dedicado, se evaluó y validó la factibilidad de ensayar estructuras de forma precisa, eficiente y con comportamiento realista sin necesidad de una calibración manual del sistema de carga.

Real-Time Hybrid Simulation (RTHS) is a powerful and cost-effective cyber-physical technique for the evaluation of structural systems. It is based on the substructuring methodology, where components that are difficult to model are tested in an experimental setup, while the rest of the structure is numerically modeled. In recent decades, significant advances have been made in the development of nonlinear numerical models to capture inelastic response scenarios and large displacements for realistic structural assessment. However, these developments are implemented in finite element (FE) software. Therefore, to work with more complex substructures and achieve realistic results, it is essential to integrate the capabilities of finite element analysis. The motivation of this study is to provide a general and manageable procedure for RTHS researchers to couple widely used FE software with control software available in laboratories. This coordination uses a client-server architecture over a computer network. In this study, the OpenSeesPy software and Matlab/Simulink were chosen as FE and control software, respectively. Through a series of simulations, both local and with dedicated external hardware, the feasibility of testing structures accurately, efficiently, and with realistic behavior was evaluated and validated without the need for manual calibration of the loading system.