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SMARTCOMPOSITE
SMARTCOMPOSITE, Analyse et conception de structures composites à rigidité variable
Résultats
Les résultats scientifiques disponibles aujourd’hui font partie des travaux de recherche réalisés par A. Catapano et M. Montemurro [1-2] qui ont contribué à l’obtention du financement du projet SMARTCOMPOSITE. Ces résultats ont servi d’appui pour montrer les compétences des porteurs du projet et l’efficacité des méthodologies mises en place.
Plus précisement, ces travaux de recherche ont permis de développer une méthode de conception et d’optimisation multi-échelle caractérisée d’une part, par le refus total de toute hypothèse simplificatrice et/ou règle métier classique caractérisant le processus de conception des matériaux composites et, d’autre part, par une formalisation appropriée du problème de conception à toute échelle (micro-méso-macro). De plus, cette méthode permet de : 1) séparer et analyser l’influence sur la réponse mécanique de la structure (échelle macroscopique) des variables géométriques (orientations, épaisseurs, etc.) de celles matériaux (propriétés élastiques du pli de base) et 2) séparer le problème de conception optimale de la structure (échelle macroscopique) de celui de la recherche des stratifications (échelle mésoscopique) et de la conception du matériau (échelle microscopique).
Après avoir résolu le problème d’optimisation à l’échelle macroscopique, il est possible de formaliser et résoudre en cascade le problème de conception du composite aux échelles inférieures en recherchant les empilements optimaux qui satisfont les spécifications du cahier des charges de l’application considérée (en termes de rigidité, résistance, fréquences propres, charge critique de flambement, etc.). Plus en détail, les références [1-2] portent sur un nouveau paradigme de conception, basé sur une stratégie multi-échelle à deux-niveaux, qui a été développé et appliqué à la conception et l’optimisation de structures composites à fibres curvilignes propres du domaine aéronautique (p.ex. les panneaux raidis).
- M. Montemurro, A. Catapano. A New Paradigm for the Optimum Design of Variable Angle Tow Laminates. Chapter in Variational Analysis and Aerospace Engineering, A. Frediani Editor, Springer Publisher, pp. 375-400, 2016. ISBN : 978-3-319-45679-9
- M. Montemurro, A. Catapano. On the effective integration of manufacturability constraints within the multi-scale methodology for designing variable angle-tow laminates. Composite Structures, 161 : pp.145-159, 2017 DOI : http://dx.doi.org/10.1016/j.compstruct.2016.11.018
Figure 1. Données de la solution de référence (empilement utilisé dans applications aéronautiques) et de la solution obtenue après l’optimisation
Figure 2. Séquence d’empilement optimale (les 4 premiers plis) de la peau du panneau raidi
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