| taille du texte : S-M-L |
| impression | intranet

Contribution à la conception optimale de structures par algorithmes évolutionnaires

type de publication      thèse HDR
date de publication 02-07-2004
auteur(s) Pyrz Marius
jury Debordes O.;Chinesta F.;Rassineux A.;Allix O.;De Saxce G.;Grediac M.;Weichert D.
  
résumé La pratique actuelle de la conception des structures et des systèmes mécaniques est fortement tributaire de l’utilisation de composants standarts et normalisés. De fait, les problèmes d'optimisation correspondants sont décrits par des variables de nature discrète (ou mixtes). Les méthodes non-déterministes d'optimisation globale, dont particulièrement les algorithmes évolutionnaires, permettent le traitement de tels problèmes. Ce travail est dédié à l'optimisation discrète de structures par algorithmes évolutionnaires. Il vise à évaluer les possibilités de développement d'outils d'aide à la conception, destinés à guider le choix de l’ingénieur vers des solutions optimales (ou "proches" de l'optimum). La formulation des problèmes d'optimisation discrète ainsi qu'un descriptif des diverses stratégies de résolution sont donnés en première partie. Le principe et les caractéristiques des algorithmes évolutionnaires sont détaillés par la suite. La partie essentielle du travail est consacrée à l'analyse des résultats de diverses applications d'optimisation discrète de structures. On s'intéresse aussi au problème inverse d'identification des paramètres, formulé en variables continues. Les exemples numériques concernent : - le dimensionnement optimal des treillis constitués des profils standards afin de minimiser le poids de l'ensemble (avec une proposition d'une approche hybride basée sur les opérateurs de mutation originaux); - - l'optimisation de forme de plaques en flexion pour la rigidité maximale et l'optimisation de la topologie des plaques en traction dans le but d'uniformiser le champs de contraintes; - - l'optimisation d'orientation des fibres dans un pli de matériau stratifié pour réduire les déplacements ou l'énergie de déformation en flexion et en état membranaire; - - l'optimisation des stratifications d'enceintes sous-marines composites afin d'en accroître la limite de stabilité au flambage structural (avec la prise en compte des contraintes technologiques et des imperfections géométriques); - - l'optimisation de la constitution d'une structure non homogène de prothèse de hanche dans l'objectif de réduire les contraintes à l'interface tige-os et de limiter le facteur de la perte osseuse; - - l’identification des paramètres des différentes lois viscoplastiques à base de courbes expérimentales permettant la simulation numérique du comportement de matériaux à des vitesses de déformation élevées; - - l'évaluation numérique des facteurs d'intensité de contraintes dans les jonctions de matériaux composites par éléments finis mixtes singuliers tridimensionnels permettant d'optimiser la forme d'inserts pour en accroître la résistance à l'arrachement. - Ces études variées ont permis d'apprécier 1’aspect pratique de mise en oeuvre, la robustesse et les performances numériques des algorithmes évolutionnaires développées. Dans un contexte de progrès constant des moyens informatiques, l'application des méthodes d'optimisation évolutionnaire aux problèmes réels de la conception mécanique s'avère fort prometteuse.
Exporter la citation au format CSV (pour Excel) ou BiBTeX (pour LaTeX).