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Thèse soutenue

Contribution à l'optimisation de forme de pièces embouties pour l'industrie automobile

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Auteur / Autrice : Olivier Barlet
Direction : Jean-Louis Batoz
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Calcul et optimisation des structures mécaniques
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Compiègne
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Résumé

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Cette étude concerne le secteur de la conception et de la fabrication des outillages de presses pour l'industrie automobile. Un outil numérique a été développé pour optimiser la forme des surfaces additionnelles. L’objectif est de fournir une aide à la conception de la gamme d'emboutissage afin de diminuer l'empirisme, les coûts, les délais et d'améliorer la qualité de l'outil. La méthode originale proposée dans la thèse résulte de la combinaison d'une analyse éléments finis de la pièce emboutie par une approche simplifiée dite "approche inverse" avec un algorithme d'optimisation numérique de type séquentiel quadratique. Des développements substantiels ont été réalisés afin d'obtenir un outil correspondant aux besoins industriels. L’outil permet d'optimiser le contour du flan ou de la pièce emboutie. Nous recherchons un contour satisfaisant un critère ou les amincissements et les épaississements maximums sont minimisés tout en réduisant la quantité de matières engagée. Une paramétrisation par une courbe de type B-spline a permis une description adaptée du contour extérieur de la pièce. Dans ce cas, les variables de conception sont les positions des points caractéristiques de la courbe. La définition des fonctions objectifs représentatives des préoccupations industrielles est détaillée. Des limitations ont été introduites pour éviter des solutions inacceptables pour la fabrication. L'évaluation des sensibilités est réalisée par différences finies. Une méthode destinée à améliorer les temps de calcul avec l'approche inverse est présentée. L’actualisation de la discrétisation est réalisée en repositionnant les nœuds se trouvant dans la zone serre-flan. A ce niveau, la prise en compte d'une surface sous serre-flan gauche a fait l'objet de développements particuliers. Enfin, les choix relatifs aux conditions initiales sont discutés. Les exemples traités concernent des pièces académiques (embouti axisymétrique, boîte carrée) et issues de l'industrie (coupelle d'amortisseur, renfort de charnière). Les résultats obtenus montrent l'intérêt des formulations et des algorithmes proposés.