Contribution a la conception optimisee des structures en materiaux composites stratifies

Contribution to the optimized desing of laminated composite structures

• Auteur / Autrice : HAMID SABZEVARI
• Direction : LAVASTE
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Résumé

Dans cette etude, sont proposees deux methodologies generales d'optimisation des structures en materiaux composites stratifies (methodologie d'optimisation multi-niveaux et methodologie d'optimisation approchee) qui prennent en compte, comme variables d'optimisation, l'orientation des fibres et l'epaisseur des couches. Dans la methodologie d'optimisation multi-niveaux on definit le niveau des sous-structures et celui de la structure complete. On minimise la masse en fonction de l'epaisseur de chaque couche. Les contraintes d'optimisation portent sur l'orientation des fibres et l'epaisseur de chaque couche (le critere de convergence globale est controle: s'il n'est pas satisfait, on effectue une optimisation de la structure entiere en prenant pour seule variable d'optimisation l'epaisseur des couches de chaque sous-structure). La methodologie d'optimisation approchee evite l'optimisation au niveau de la structure entiere. Elle est basee sur un critere d'optimalite ou toutes les sous-structures atteignent simultanement la rupture pour au minimum un cas de charge. La moyenne des efforts et des moments resultants est calculee et permet d'optimiser les sous-structures a l'iteration suivante. Ces deux methodologies sont appliquees a differentes structures en materiaux composites stratifies. On montre que la convergence globale est atteinte. Les structures optimales, quoique sortant des habitudes industrielles actuelles, sont realisables. La comparaison de differents criteres de rupture permet de retenir le critere de tsai-wu. La methode de la programmation lineaire recursive avec limites mobiles est preferee a une methode de fonction de penalite car elle donne des resultats plus rapides et necessite moins de calcul structural a chaque iteration. Une verification experimentale des travaux enumeres ci-dessus a ete effectuee mettant en valeur une correspondance correcte entre les resultats experiment