Prédimensionnement de structures composites : la prise en compte de critères mécaniques

Composite structures preliminary design: the satisfaction of mechanical requirements

• Auteur / Autrice : Stéphane Quilici
• Direction : Olivier Debordes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des solides
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Résumé

Un de principaux problemes poses par l'application d'outils d'intelligence artificielle au predimensionnement de structures est la prise en compte de criteres purement mecaniques. Le but de la presente etude est de proposer une methodologie alliant regles de conception ecrites en prolog, et algorithmes de types elements finis et optimisation en fortran, pour la determination de pieces composites stratifiees verifiant differents criteres mecaniques (criteres de rigidite, de rupture, de placement de frequences propres, d'instabilite). Les structures prises en compte sont du type coques stratifiees minces et membrane-flexion. Elles sont definies par la donnee d'un maillage elements finis laissant variable la constitution materielle. Le stratifie total est modelise comme la repetition de sous-stratifies dont les compositions possibles, regroupees en familles, fixent les ordres d'empilement et les pourcentages de fibres dans chaque direction a des valeurs realisables technologiquement. Le delicat probleme de l'optimisation d'un stratifie sous contraintes mecaniques implicites et non lineaires est alors decompose en deux sous-problemes: 1) un sous-probleme externe de type logique dont la resolution les familles de solutions precedentes sont explorees a l'aide d'algorithmes heuristiques pour determiner, sinon la solution optimale, une bonne solution du probleme d'optimisation; 2) un sous-probleme interne de type numerique de calcul du nombre minimal de fois qu'il faut repeter les sous-stratifies pour verifier les criteres mecaniques. A partir de ces solutions simples (pieces d'epaisseur constante et constituees d'un materiau unique), le systeme peut alors generer des solutions plus complexes par resolution de problemes d'optimisation plus generaux selon les besoins propres de l'application