Conception robuste multi-échelles et multiphysiques d'une microstructure complexe avec incertitudes, et pilotée par les performances cibles
Auteur / Autrice : | Chenchen Chu |
Direction : | David Dureisseix, Béatrice Faverjon |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | General mechanic |
Date : | Soutenance le 21/03/2022 |
Etablissement(s) : | Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....) |
Partenaire(s) de recherche : | établissement opérateur d'inscription : Institut national des sciences appliquées (Lyon ; 1957-....) |
Laboratoire : LaMCoS - Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (Lyon, INSA ; 2007-....) - Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures [Villeurbanne] / LaMCoS | |
Equipe de recherche : SMC - Systèmes Mécaniques et Contacts | |
Jury : | Président / Présidente : Pierre-Alain Boucard |
Examinateurs / Examinatrices : David Dureisseix, Béatrice Faverjon, Pierre-Alain Boucard, Christophe Desceliers, Boris Desmorat | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Desceliers, Boris Desmorat |
Mots clés
Résumé
L'optimisation de la topologie est une conception systémique qui nécessite la simulation et l'optimisation d'un système pour un ou plusieurs processus de couplage physique. Cependant, il manque de sens technique en ce qui concerne l'absence d'incertitudes et de limitations sur le matériau monophasé appliqué.Le fondement de cette thèse est de combiner l'homogénéisation et le traitement stochastique dans l'optimisation de la topologie pour formuler une approche robuste d'optimisation de la topologie à plusieurs échelles. En conséquence, ce doctorat. La thèse porte sur (1) les performances multi-échelles et multiphysiques de matériaux/structures hétérogènes noyés dans des matériaux à microstructures, en tenant compte des incertitudes, (2) pour optimiser davantage la structure hétérogène à différentes échelles pour satisfaire les performances cibles. Ces microstructures peuvent provenir du traitement de matériaux biologiques ou de matériaux d'ingénierie dédiés, par exemple des aérogels, des mousses, des composites, des métamatériaux acoustiques, etc. Nous paramétrons le matériau d'architecture ; étudier les performances de la microstructure à l'échelle macroscopique par la méthode d'homogénéisation. Ensuite, le modèle d'homogénéisation peut être considéré comme un modèle stochastique avec les incertitudes présentées dans la cellule unitaire. Il peut être construit à partir d'un développement de chaos polynomial. De plus, ces caractéristiques de microgéométrie paramétrées peuvent être mappées dans un espace de propriétés homogénéisé, qui peut être utilisé comme variables de conception pour contrôler les performances de la macrostructure. Par la suite, nous avons combiné l'optimisation de la topologie, l'homogénéisation et la qualification des incertitudes pour (1) concevoir la macrotopologie et la distribution des micromatériaux pour une rigidité maximale de la structure (2) réduire la sensibilité de la structure aux incertitudes présentées (par exemple, le chargement et les propriétés des matériaux). Ce cadre général proposé a la capacité d'avance et de compatibilité pour résoudre les problèmes d'optimisation en considérant (1) les cellules d'architectures paramétrées multiples, (2) le problème de chargement complexe, (3) les hybrides non certifiés, etc., avec un mode de calcul abordable.