Calibración de coeficientes visco-hiperelásticos para modelos constitutivos de gelatina balística por medio de algoritmos genéticos y su aplicación en impactos balísticos en tórax

Abstract

Los impactos balísticos sobre torso humano sin penetración pueden producir daños severos e incluso el fallecimiento del portador. Para el estudio del daño ocasionado son necesarios modelos numéricos constituidos por simulantes validados. La gelatina balística se utiliza habitualmente como simulante de tejidos blandos. En este trabajo se ha empleado un modelo visco-hiperelástico para simular la respuesta de la gelatina frente a condiciones dinámicas. Este modelo permite simular comportamientos no lineales en el rango de grandes deformaciones considerando la dependencia de la velocidad de deformación. Los parámetros del modelo del material fueron ajustados a resultados experimentales de la literatura empleando algoritmos genéticos. A modo de ejemplo, un chaleco balístico de polietileno de alto peso molecular fue incluido en el modelo y se realizaron varios impactos balísticos en diferentes localizaciones. Los algoritmos genéticos han resultado ser una herramienta muy útil para el ajuste de los complejos modelos constitutivos de la gelatina balística utilizados para la evaluación del daño biomecánico en tejido óseo.