CFM 2019

Optimisation topologique des structures autoportantes pour la Fabrication Additive : Application au cas de poutre PMH de la caisse en Blanc
Naoual Sabkhi  1@  , Debora Frey  1@  , Souhail Ben Afia  1@  
1 : Altran Departement de recherche
ALTRAN (FRANCE)

Les procédés de la fabrication Additive (FA) permettent la génération de pièces fonctionnelles complexes mono ou multi-matériaux, avec un ratio (résistance/poids) important. Cette nouvelle méthode de fabrication apporte de nouvelles possibilités dans le cycle de conception et de fabrication grâce à la capacité de fabrication par ajout de matière par couche et à ses nouveaux attributs. D'autre part, les techniques de l'optimisation de la topologie sont considérées comme un outil puissant pour la réduction de poids et l'optimisation des structures mécaniques. Toutefois, en général, ils ne fonctionnent pas bien pour ce type de processus car les procédés de FA nécessitent l'application de règles de conception dédiées. Pour surmonter cette difficulté, nous proposons une nouvelle méthode qui permet d'intégrer les contraintes de conception de la fabrication additive dans l'approche de l'optimisation de la topologie. Dans cet article, nous proposons de développer l'intérêt de combiner l'approche de l'optimisation topologique avec la fabrication additive. Ensuite, un algorithme d'optimisation topologique développé sur Python est présenté. Il est basé sur la méthode Optimal Criteria (OC). Enfin, une description d'une nouvelle formulation de l'approche de l'optimisation topologique qui inclut un modèle de fabrication additive simplifié est mise en œuvre sous la forme d'une procédure de filtrage par couches. Cette procédure permet d'exclure les géométries non imprimables de l'espace de conception afin d'obtenir des géométries autoportantes à partir du processus d'optimisation topologique. La procédure est illustrée par des exemples numériques impliquant la minimisation de la compliance des poutres PMH de la caisse en Blanc des véhicules avec la prise en compte des contraintes appliquées au matériau optimisé et le contrôle de masse.


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