Département Mécanique des Systèmes

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 L'activité de recherche comporte les rubriques suivantes :

• Coopérations au niveau national et international
• Recherches en cours ou achevées
• Perspectives d'évolution
• Dernières publications

Coopérations au niveau national et international 

• Le Département Mécanique des Systèmes développe une activité de recherche appliquée autour des thèmes porteurs que sont la conception intégrée et la maquette virtuelle, accompagnant en cela la mutation industrielle en cours. Ce mouvement, entamé dans les grandes entreprises n’en est encore qu’à l’aube de sa mise en pratique. C’est en fait l'ensemble du processus de conception qui est analysé et adapté aux technologies modernes. Les activités de recherche du département s’inscrivent dans cette démarche en repensant les méthodologies de conception produits/procédés au travers de techniques telles que l’optimisation, la modélisation numérique et l’interaction avec les méthodes d’Intelligence Artificielle. Le département est ainsi impliqué dans des projets de recherche en partenariat direct avec des entreprises telles que RENAULT, PSA, ou encore le groupe SNECMA et l’Aérospatiale.

• Au delà du marché Français, le rôle du département est aussi de rechercher les coopérations et une reconnaissance internationale afin de se positionner par rapport à la recherche dans d’autres pays. Ainsi, le département participe à un programme BRITE-EURAM de recherche collaborative à propos de la conception optimale des structures en matériaux composites. D’autres projets sont également en cours : le dernier en date est un projet Esprit LTR (Long Term Research) traitant des problèmes de conception dans un contexte où les paramètres de définition présentent un certain degré de variation en fonction de leur nature (tolérances, incertitudes dues au procédés,…).

• Le Département Mécanique des Systèmes a également noué des liens étroits avec l’ASME (American Society of Mechanical Engineers) et assure pour l’Europe la coordination des contributions aux « Design Automation Conferences ».

 Recherches en cours ou achevées 

• Méthodes numériques d'aide à la conception en avant-projet de véhicules automobiles (PSA)
 
• Méthodes numériques pour l’optimisation en dynamique rapide (ESI)
 
• Analyse de sensibilité pour la simulation de l'emboutissage par l'approche inverse (SIMTECH, RENAULT)
 
• Contribution à la résolution des systèmes d'équations linéaires définies par intervalles : application à la prise en compte des incertitudes dans les calculs Eléments Finis standards (MNESR)
 
• Méthodes d'aide à la conception optimale des systèmes multicorps : application au contrôle de la réponse d'éléments de suspension (MNESR)
 
• Analyse et Conception Optimale Non Déterministe des Systèmes, des Structures et des Procédés (ANACONDAS)
• Partenaires : SAMTECH, Université de Namur.
• L'intérêt principal des méthodes d'analyse non déterministes réside sans doute dans l'aide qu'elles sont susceptibles d'apporter pour régler des paramètres de fabrication de manière à garantir des niveaux de sûreté spécifiés ou encore pour concevoir des structures aussi insensibles que possible aux incertitudes. Pour des analyses statiques linéaires, un algorithme original basé sur la méthode du Vertex est proposé et validé sur un ensemble de tests allant de treillis de barres à une aile delta en matériaux composite. Par ailleurs, un lien entre l'approche probabiliste et possibiliste est formulé.
 
• "Composite Optimization" (COMPOPT - Projet de recherche européen BRITE EURAM)
• Partenaires : DOMECO, MAYER, MCS, SIRENHA, SAMTECH, Université d'Aachen, Université de Liège, Université de Namur.
• L'objectif global du projet est de contribuer au développement des méthodes d'optimisation des structures en matériaux composites, avec des applications dans les domaines de la construction d'habitations, de la construction navale ainsi que des constructions mécaniques et ferroviaires. Les objectifs du département au sein de ce projet sont, premièrement d'étudier la faisabilité d'algorithmes d'optimisation non traditionnels, comme les algorithmes génétiques ou du recuit simulé et deuxièmement, en connexion avec les travaux réalisés dans le domaine non déterministe, d'étudier la sensibilité des conceptions en composite aux incertitudes de fabrication.

Perspectives d'évolution 

• optimisation de cellules d'avion (DASSAULT AVIATION)
• optimisation du comportement routier de véhicules (PSA)
• identification et recalage de la dynamique de véhicules (PSA)
• optimisation de procédés d'emboutissage, formulation mathématique, traitement des problèmes de gammes de fabrication, prise en compte des savoir faire métiers (SIMTECH, RENAULT)

• le développement de méthodes non déterministes et le couplage des méthodes d'optimisation et des approches à base de connaissances (projet européen)
• l'étude à l'éclatement de sphères de suspension (PSA)
 

Dernières publications 

 Articles

SHAKOURZADEH H., GUO Y.Q., BATOZ J.L., "Modeling of connections in the analysis of thin-walled space frames", Computers & Structures, (accepté, à paraître avant la fin 1998).

BATOZ J.L., SHAKOURZADEH H., GUO Y.Q., "Analyse non linéaire de coques minces élasto-plastiques avec l'élément DKT12", Revue Européenne des Eléments Finis, Vol. 7, N° 1-2-3, pp. 223-239. 1998.

LEMENAGER E., BOUET T. & BRAIBANT V., "Kalman filtering : a new approach for building global approximations. Application to the inverse optimization of an Explosively Formed Penetrator (E.F.P.)", Structural Optimization 14, 158-164, 1997.

GUO Y.Q. & SHAKOURZADEH H., "Comparaison de différents algorithmes de plasticité dans l'analyse non linéaire des structures de poutres 3D", Revue européenne des éléments finis, Vol. 6, N°2, pp. 135-167, 1997.
 

 Communications

BATOZ  J.L., SHAKOURZADEH H. & GUO Y.Q., "Formulation et utilisation de l'élément DKT12 pour l'analyse non linéaire de coques minces élasto-plastiques", Colloque National en Calcul des Structures, Giens, Edition Hermès, Mai 1997.

BEHAR L. & BRAIBANT V., "Design sensitivity analysis and optimisation of non linear kinematic and dynamic response for a vehicule suspension system", 6th International Workshop on RAADR, Cassino, Italy, June 1997.

DJENI J.C., PATOU P., SHAKOURZADEH H. & BRAIBANT V., "Reliabilistic approach of arched tubes ", IDMME 1998, Compiègne, France, May 1998.

PAVIE J., BEN CHAABANE S., DI PASQUALE E. & BRAIBANT V., "Study and evaluation of different formulations of the optimization problem applied to stamping process, IDMME 1998, Compiègne, France, May 1998.

BRAIBANT V., DELCROIX F. & OUDSHOORN A., "Non-deterministic methods for product/process analysis and robust design – The possibilistic approach", IDME 1998, Compiègne, France, May 1998.

SHAKOURZADEH H., DJENI J.-C., BRAIBANT V. & PATOU P., "Reliabilist approach of arched tubes", ASME Design Engineering Technical Conference, DAC-5578, Atlanta, Septembre 1998.

BRAIBANT V., OUDSHOORN A., BOYER C. & DELCROIX F., "Non deterministic approaches for structural analysis and optimal design - A comparison of numerical methods for computing structural response uncertainties", 7th AIAA/USAF/NASA/ISSMO symposium on "MultiDisciplinary Analysis and Optimization", Septembre 98.

BOYER C., NGUYEN V. A., CABROL E., BRAIBANT V., MORELLE P. & DELCROIX F., "Non-deterministic methods applied to the analysis and design of robust composite structures ", European Conference on Spacecraft Structures, Materials and Mechanical Testing, Nov. 98, Braunschweig,  Germany.

BOYER C. & BEAKOU A., "Paramètres de transfert d'effort dans la rupture des composites unidirectionnels", 11e journées Nationales sur les Composites, Nov. 98, Arcachon.

BOYER C. & BEAKOU A., "Dispersion de la contrainte à rupture des composites unidirectionnels : conséquence de la dispersion de la résistance des fibres", 11e journées nationales sur les composites, Nov. 98, Arcachon.
 

 Thèses

BEHAR-CANY L., "Méthodes d'aide à la conception optimale des systèmes multicorps - Application au contrôle de la réponse d'éléments de suspension", Thèse de doctorat, Mécanique, Ecole Normale Supérieure de Cachan, 9 Juin 1998.
 

 Rapports techniques de contrats Européens

BOYER C., BRAIBANT V., OUDSHOORN A. & DELCROIX F., Second report of ANACONDAS  project : development of numerical methods, sept. 98.

BOYER C., CABROL E., DELCROIX F., NGUYEN V. A., BRAIBANT V., BEN CHAABANE S. & MORELLE P., Mid-Term  Technical report of the COMPOPT project, sept 98.