Applications et développement de l'intégration CAO/Calcul/CAO

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L'application de nos travaux de recherche initiés dans les années 1990 à propos de l'intégration de la méthode des éléments finis dans le processus de CAO permettent aujourd'hui de développer des modèles numériques avancés dans plusieurs applications du génie mécanique. Deux applications particulières sont développées actuellement dans nos travaux de recherche : l'optimisation de topologie et la modélisation des microstructures de matériaux composites. La première application de nos travaux est l'optimisation de topologie qui consiste à déterminer la forme optimale d'une pièce à partir des conditions fonctionnelles et des charges appliquées sur la pièce. Pratiquement parlant, cet outil permet de déterminer une forme optimale de manière discrète (modèle éléments finis) et sa réintroduction dans le processus de CAO/FAO se fait manuellement sous forme de modèle CAO. L'utilisation de nos outils de recherche permet d'automatiser cette tâche. En fait nos récents travaux ont permis de définir un modèle CAO optimisé topologiquement dans le cas des structures composées de poutres. Nous proposons dans cette demande de poursuivre les travaux afin de généraliser la reconstruction du modèle CAO à tous les types de structures. Ceci constitue un défi puisque le travail de généralisation est un nouvel axe de recherche. L'outil actuel sur les structures de poutre s'appuie sur l'idéalisation des modèles CAO 3D alors qu'une pièce en général ne peut pas être idéalisée. La méthodologie à développer doit générer des modèle 3D sans passer par la phase d'idéalisation. La deuxième application de nos travaux est la modélisation des microstructures des matériaux composites afin de déterminer le comportement du matériau de manière numérique. Actuellement la détermination du comportement d'un nouveau matériau composite est réalisée en faisant une série d'expériences qui permet d'obtenir le comportement du matériau et la variabilité de celui-ci par analyse statistique des résultats expérimentaux. Nous avons entrepris des travaux pour réaliser cette série d'expériences de manière numérique. A partir des caractéristiques de chacun des matériaux de base, nous créons une série de modèles CAO représentant le matériau composite en modélisant chacun des composants. Nous pouvons en déduire les caractéristiques de ce matériau composite et leurs variabilités par simulations numériques. Le gain de temps et d'argent est énorme puisque maximum une journée de calcul peut remplacer plusieurs semaines d'expérimentation.