Une découverte accidentelle pourrait révolutionner la méthode de conception des structures

chaussure de course

Crédit : Pixabay/CC0 domaine public

Une découverte accidentelle dans un projet de recherche doit être examinée plus avant et peut entraîner des méthodes de conception complètement nouvelles.

L’optimisation de la topologie est une méthode de conception reconnue qui permet de créer des structures de conception complètement nouvelles. La méthode a, par exemple, été utilisée par les chercheurs du DTU pour démontrer de nouvelles options de conception plus légères pour un certain nombre de structures, y compris les ailes d’avion et le tablier des ponts suspendus. Ceci est réalisé en laissant un superordinateur distribuer le matériel dans une zone définie divisée en minuscules « blocs de construction » appelés voxels. Chaque voxel peut être rempli de matériau ou être « air », offrant ainsi une liberté totale pour créer un nouveau design.

Jusqu’à présent, il n’a pas été possible d’appliquer la méthode de conception aux structures qui ont un ou plusieurs points de contact internes où une partie de la structure entre en contact avec une autre partie de la structure sous charge. Cet obstacle semble désormais surmonté.

« Nous avons découvert par hasard que, dans le travail d’optimisation de la topologie, il est possible de compresser « l’air » dans un voxel à un degré extrême. Cela permet soudainement à « l’air » dans les simulations de transmettre le contact forces de la même manière qu’elles se produiraient dans la réalité. Cela signifie que l’optimisation de la topologie peut être utilisée pour concevoir des structures avec des points de contact internes », explique le professeur agrégé Konstantinos Poulios, qui fait partie du groupe de recherche internationalement reconnu de DTU Mechanical Engineering en optimisation de la topologie : le groupe TopOpt.

Applications pratiques

Sur la base des nouvelles connaissances, les chercheurs du DTU ont reçu un financement pour un projet – TOPCON – dont le but est de développer davantage la nouvelle méthode. Comme il existe déjà une preuve de concept attestant que la méthode fonctionne, la prochaine étape consiste à la rendre plus robuste et efficace pour les calculs volumineux.

« De plus, nous examinerons à quels produits ce type d’optimisation de la topologie est applicable au cours de la phase de conception. Nous avons déjà un certain nombre d’options en tête dont nous devons explorer davantage le potentiel », déclare Konstantinos Poulios.

Ils comprennent la partie d’un robot qui doit saisir et s’accrocher à un objet. Ou les semelles d’une paire de chaussures de course, qui doivent de préférence être si solides que le coureur évite les blessures tout en veillant à ce que le moins d’énergie possible soit perdu lorsque le pied touche le sol et repart ensuite.


Conception optimale pour l’inobservabilité acoustique dans l’eau


Plus d’information:
Gore Lukas Bluhm et al, Modélisation de contact interne pour l’optimisation de la topologie des déformations finies, Mécanique informatique (2021). DOI : 10.1007/s00466-021-01974-x

Fourni par l’Université technique du Danemark

Citation: Une découverte accidentelle pourrait révolutionner la méthode de conception des structures (2021, 14 décembre) récupéré le 14 décembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-12-accidental-discovery-revolutionize-method.html

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