Conception optimale de systèmes précontraints

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Les systèmes précontraints sont de plus en plus utilisés pour les assemblages et liaisons mécaniques pour leur propriété principale, celle d'augmenter la rigidité apparente de l'ensemble. Ceci diminue les déplacements et les variations de contrainte sous chargements variables comme celles qui engendrent la fatigue. Voici quelques exemples : assemblages boulonnés (classiques), assemblages aéronautiques montés avec interférence, liaisons pivots par roulements à billes, paliers hydrostatiques, etc. Ces systèmes n'ont pas un comportement linéaire sous charge, et dans ce cas, la précontrainte devient le paramètre essentiel. L'étude du cas particulier très répandu des brides cylindriques boulonnées, nous permettra de mettre au point une méthodologie générale de conception optimale des systèmes précontraints.Nous proposons la création d'un outil nouveau et original de conception optimale, basé sur un module de dimensionnement spécifique pour chaque système précontraint. La création d'un langage global pour tous les systèmes précontraints permettra par la suite l'application d'une procédure d'optimisation générique. Les principales dimensions seront déterminées, tout en satisfaisant l'objectif de masse minimale et de vérification en statique et en fatigue. Nous définissons les objectifs suivants :I. Obtention de la meilleure distribution de matière des composantes de la liaison par optimisation topologique. Réalisation d'une bibliothèque de modèles en éléments finis 3D paramétrés de différentes configurations et l'étude paramétrique de leur comportement sous charges.II. Identification des paramètres des systèmes précontraints ayant le même type d'action sur le comportement spécifique (ou réponse du système) et création d'un langage global.III. Mise au point d'un module de calcul rapide pour chaque système étudié.IV. Développement d'un processus d'optimisation générique des systèmes précontraints tout en utilisant le langage spécifique global développé au point II.