A general strategy for the optimal design of laminated composites by the polar-genetic method
par Mohammad Réza Ahmadian
Thèse de doctorat en Mécanique
Sous la direction de Paolo Vannucci.
Soutenue en 2007
mots clés-
Titre traduit
Une stratégie générale pour la conception optimale des stratifiés en composites par la méthode polaire-génétique
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Résumé
La thèse propose une formulation générale de la conception optimale des composites stratifiés, exprimée comme un problème d’optimisation avec contraintes en fonction de tous les paramètres constitutifs du stratifié et en utilisant la méthode polaire. Dans l’approche présentée il n’est pas nécessaire d’introduire d'hypothèses simplificatrices, que ce soit sur les critères de conception ou sur l’espace de recherche. D’autre part, une partie importante de ce travail concerne la production d’une nouvelle version de l’algorithme génétique BIANCA: il s’agit d’un algorithme génétique multi population, capable de résoudre des problèmes difficiles d’optimisation avec contraintes et multi objectif, dont les problèmes formulés pour la conception optimale des composites stratifiés. Dans la dernière partie, l’algorithme BIANCA est testé pour la résolution des problèmes formulés selon l’approche basée sur la méthode polaire; de nombreux cas d'intérêt sont traités en conception de composites stratifiés. Appliquée à une série étendue de cas d'exemple, la méthode polaire-génétique montre son efficacité et sa robustesse.
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Résumé
In this thesis, we introduce a new global approach to the optimal design of laminated composites. This method uses the polar representation of plane tensors and the design of laminates is formulated as a constrained optimization problem without any pre-defined simplifying hypothesis. The design variables are all the constitutive parameters of the laminate. The first part of the thesis concerns the creation of a suitable genetic algorithm, BIANCA, able to handle any constrained/unconstrained and multi-objective optimization problems, and which is rich in its architecture and information representation. The genetic algorithm BIANCA is successfully applied to the resolution of optimal design problems for composite laminates, as they are formulated by our polar approach. Several practical cases are treated, and through an extended series of examples, we show the effectiveness and robustness of the polar-genetic method for the optimal design of composite laminates.
