2

Click here to load reader

PROPOSITION DE SUJET DE THESE Intitulé : …w3.onera.fr/formationparlarecherche/sites/w3.onera.fr... · 2017-12-08 · lesquelles le flambement global est un mode de ruine privilégié

  • Upload
    vodung

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PROPOSITION DE SUJET DE THESE Intitulé : …w3.onera.fr/formationparlarecherche/sites/w3.onera.fr... · 2017-12-08 · lesquelles le flambement global est un mode de ruine privilégié

GEN-F160-8 (GEN-SCI-029)

www.onera.fr

PROPOSITION DE SUJET DE THESE

Intitulé : Développement d'une stratégie d'optimisation pour les structures radies composites

Référence : MAS-DMAS-2018-19 (à rappeler dans toute correspondance)

Laboratoire d’accueil à l’ONERA : Domaine : Matériaux et Structures Lieu (centre ONERA) : Chatillon

Département : Département Matériaux et Structures (DMAS)

Unité : Modélisation et caractérisation des Matériaux composites (MC2) Tél. : 01 46 73 45 20

Responsable ONERA : Cédric Julien, François-Xavier Irisarri

Email : [email protected], [email protected]

Directeur de thèse envisagé :

Nom

Adresse :

Tél. : Email :

Sujet : Cette thèse intervient en soutien du PIC XComp mené depuis 2012 par le CNES et l'ONERA, qui viseà développer un outil général de conception de structures spatiales composites. Les applications visées relèvent du secteur spatial, notamment dans le périmètre lanceurs. De fait, les structures considérées sont le plus souvent élancées, axisymétriques, fortement chargées en compression, pour lesquelles le flambement global est un mode de ruine privilégié. Il est donc naturel de trouver une forte proportion de structures raidies parmi ces applications. Parallèlement, le secteur aérospatial utilise de plus en plus massivement les matériaux composites en raison de leurs excellentes propriétés spécifiques. Néanmoins, pour les applications concernées, les structures raidies composites peinent à s'imposer car elles sont très fortement concurrencées par les structures sandwiches. En effet, les méthodes de conception existantes ne permettent pas de trouver rapidement des solutions compétitives sur les applications lanceur. En particulier leur optimisation représente toujours un challenge compte tenu du nombre élevé de paramètres à considérer, de leur nature diverse, et de certaines contraintes de conception à considérer sur les lanceurs. La montée en maturité de ces technologies, que ce soit du point de vue du procédé ou des méthodes de conception est donc un enjeu majeur pour le CNES, qui justifie le lancement d'une thèse dédiée. En particulier, cette thèse devra traiter les problématiques suivantes. - Comment définir le concept de raidissement : où placer les raidisseurs ? Selon quelles trajectoires ? - Comment optimiser le (les) raidsseur(s) en tant que tel : quel profil, quelles dimensions, quel matériau ? - Comment analyser et valider une structure raidie : quel niveau de modélisation est le plus adapté ? Quels critères spécifiques doivent être utilisés, et comment les hiérarchiser ? Faut-il s'arrêter à la première charge critique ou bien est-il nécessaire d'étudier le post-flambement systématiquement ? Les résultats obtenus sont-ils robustes via à vis des imperfections structurelles ? Afin de répondre à l'ensemble de ces questionnements, l'ambition générale de la thèse est de

Page 2: PROPOSITION DE SUJET DE THESE Intitulé : …w3.onera.fr/formationparlarecherche/sites/w3.onera.fr... · 2017-12-08 · lesquelles le flambement global est un mode de ruine privilégié

GEN-F160-8 (GEN-SCI-029)

proposer une stratégie qui parte du cahier des charges de la pièce considérée pour proposer un concept complet de structure raidie, et en faire un dimensionnement optimisé. Pour cela, on sepropose de partir d'une analyse par optimisation topolgique du problème mécanique, qui fournira les chemins d'effort dans la structure et une première ébauche du concept de raidissement. A partir de là, un premier concept de raidissement sera établi. Il pourra s'agir d'un concept classique d'une peau composite munies de raidisseurs en T, en oméga, etc. ou bien d'un concept plus novateur de treillis de poutres (isogrid lattice), voire une structure sandwich où l'âme est remplacée par un tel treillis. On procédera alors à l'optimisation de ce concept, en jouant sur un maximum de paramètres disponibles, notamment les dimensions et le matériau des raidisseurs, en cherchant également à faire varier la position ou le trajet de ces raidisseurs. De plus, on cherchera à intégrer dans le problème d'optimisation -- via l'objectif ou les contraintes de l'optimisation -- les performances de la structure en post-flambement, ainsi que sa tolérance aux imperfections. Ce travail sera réalisé à l’ONERA dans l'unité Modélisation et Caractérisation des Matériaux Composites (MC2) en partenariat avec le CNES-DLA. Le/la doctorant/e pourra ainsi être amené/e à passer de courtes périodes au CNES, sur le site de Daumesnil, notamment pour les aspects liés au BE.

Collaborations extérieures : CNES : Yannick GUERIN, co-encadrant

PROFIL DU CANDIDAT Formation : Master recherche ou grande école, spécialisation en mécanique

Spécificités souhaitées : Bonnes connaissances sur la mécanique générale, plus spécifiquement en calcul de structures (méthode des éléments finis). Gout pour les mathématiques appliquées.