Contribution à l'optimisation des structures mécaniques sous contraintes : l'optimisation de la conception d'avant-projet : application aux structures de véhicules de transport guidés

par Adrien Oudshoorn

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Yves Ravalard.

Soutenue en 1994

à Valenciennes .

mots clés

• Plan optimal
• Optimisation sous contrainte
• Structure mecanique
• Methode element fini
• Sensibilite parametrique
• Linearisation
• Optimal design
• Constrained optimization
• Mechanical structure
• Finite element method
• Parametric sensitivity
• Linearization

Résumé

Le problème de conception d'avant-projet des structures mécaniques complexes soumis au double impératif de qualité et de rapidité est de plus en plus difficile à appréhender. Il offre un terrain très favorable à la synthèse automatique par le biais de l'optimisation mathématique. Fort de ce constat, nous étudions le potentiel d'utilisation de l'optimisation mathématique dans la phase de conception d'avant-projet. Notre étude se décompose en deux étapes: l'élaboration d'un outil informatique adapté et son exploitation dans le contexte de la conception d'avant-projet des structures de véhicules de transport guidés. L’outil informatique proposé s'appuie sur des techniques d'optimisation éprouvées et respecte les exigences de l'optimisation des structures d'avant-projets. Il met en œuvre la méthode des différences finies pour le calcul des sensibilités paramétriques et la méthode à linéarisation convexe de C. Fleury pour l'optimisation proprement dite. Des améliorations sont apportées à cette dernière et une recherche linéaire appropriée est développée. Trois tests simples démontrent le bien fondé des modifications effectuées. L’exploitation de l'outil proposé est conduite à partir de l'optimisation sous contraintes statiques et dynamiques de quatre structures à caractère industriel. Des simulations du processus de conception et de rédaction d'offres incluant des éléments issus de l'optimisation illustrent les résultats obtenus. L’utilisation judicieuse de l'optimisation et l'exploitation fine de ses résultats fournit rapidement au concepteur des réponses fiables à ses interrogations et devrait lui permettre de conduire efficacement les premiers pas de son projet ou encore de produire en temps limite des offres très compétitives

Titre traduit

Contribution to the optimisation under contraints of mechanical structures : the optimisation of the preliminary-project design : application to structures of guided-transport vehicles

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