Optimisation de la loi d'épaisseur des structures minces

Optimization of a three dimensional sheel structure

• Auteur / Autrice : Mohamed Beldi
• Direction : Gilbert Touzot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique appliquée et matériaux
• Date : Soutenance en 1988
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Automobiles -- Ressorts et suspension

Commande, Théorie de la

Analyse numérique

Éléments finis, Méthode des

Optimisation des structures

Optimisation mathématique

Élasticité linéaire

Plaques (ingénierie)

Coques (ingénierie)

Résumé

Le but de ce travail est de décrire la résolution numérique de certains problèmes d'optimisation de la loi d'épaisseur des coques minces. L'approche retenue pour l'optimisation de ces structures est essentiellement fondée sur la méthodologie du contrôle optimal, combinée à une approximation par éléments finis des équations de l'élasticité linéaires décrivant le comportement mécanique de la coque. Les résultats d'expériences numériques seront étudiés en particulier pour un bras de suspension arrière automobile où nous avons pu décroître sa masse de 25 %.

Optimization techniques are applied here to minimize the mass of sand casting pieces by varying the thickness distribution of non-functional parts. A car suspension arm is taken as example. Finite element modelling is realized with triangular 3-node elements by using MEF/MOSAIC software. The middle surface of the shell is assumed to be fixed ; the design variables are the thicknesses of elements or groups of elements. The result is then smoothed to provide a feasible solution. Constraints are imposed to limit the stresses values on the critical parts of the structure. The minimization algorithm requires their gradients which are expressed by using the adjoint state method. The numerical results show that the optimization of thickness leads to a 25 % decrease of the mass.