Apport des outils d'optimisation pour l'identification des lois de comportement mécanique des matériaux

Contribution of optimization tools for the identification of the laws of mechanical behavior of materials

• Auteur / Autrice : El Hacen Brahim
• Direction : Abdellatif Imad, Sofiane Guessasma
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 26/02/2015
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique de Lille (LML)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Indentation des matériaux

Éléments finis, Méthode des

Optimisation mathématique

Propriétés mécaniques

Biopolymères

Modèles mathématiques

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Mots clés libres

Optimisation hybride

Résumé

L'objectif de cette thèse est l’implémentation d'algorithmes d'optimisation pour l'identification du comportement mécanique des matériaux. Ces outils sont considérés ici pour automatiser la recherche des paramètres des lois mécaniques implémentés dans un calcul en éléments finis (EF) et diminuer le nombre de calculs nécessaires pour résoudre le problème d’identification. La base de données expérimentale comprend des réponses mécaniques en flexion et en indentation instrumentée qui sont utilisés pour l’identification du comportement d’un biocomposite et d'une variété de métaux. Plusieurs approches d’optimisation ont été développées comprenant des méthodes déterministes, hybrides et stochastiques. Ces méthodes sont évaluées en termes d'efficacité, coût de calcul et précision de l’approche. Le couplage EF-outil d'optimisation s'est avéré efficace et incontournable pour prédire le comportement des matériaux étudiés notamment quand il s'agit d'un essai local.

The objective of this work is to implement optimization algorithms for the identification of the mechanical behavior of materials. The tools developed here are intended to automatic search of mechanical parameters that represent variables in a constitutive law implemented in Finite Element (FE) models. The advantage of the implemented tools is the reduction of computational time needed to solve the identification problem. The experimental database includes a variety of mechanical responses in bending and instrumented indentation that are used for the identification the behavior of a biocomposite and a variety of metals. Several optimization approaches are developed in the work including deterministic, stochastic and hybrid methods. These methods are evaluated in terms of efficiency; calculation costs and accuracy. The coupling FE-optimization tool proved to be effective and essential to predict the behavior of the studied materials, especially for instrument indentation.