A Design Process Using Topology Optimization Applied to Flat Pressurized Stiffened Panels

La conception de structures légères et efficaces est essentielle dans l'industrie aérospatiale pour atteindre les performances voulues. Le processus de conception classique consiste à générer un premier concept basé sur l'expérience et la connaissance et à l'améliorer par la suite au cours de plusieurs itérations. L'émergence de l'optimisation topologique change ce processus puisque cette méthode peut montrer la distribution optimale de la matière afin de générer un concept initial amélioré. Ceci peut réduire le temps du cycle de conception et améliorer la performance finale. L'optimisation topologique pour la conception de structures aéronautiques a été appliquée dans des études de cas industrielles fructueuses. Cela encourage l'exploration de cette technologie chez Bombardier Aéronautique afin d'évaluer ses bénéfices potentiels et de définir les meilleures pratiques. L'objectif de ce projet est d'explorer l'application de l'optimisation topologique pour la conception d'une cloison de pressurisation arrière d'avion et de développer un nouveau processus de conception basé sur les connaissances acquises. Une revue de littérature est d'abord conduite afin de se familiariser avec le sujet et les travaux existants. Cette revue met l'emphase sur la technique d'optimisation topologique (Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP)) et le processus de conception l'utilisant. Cette méthode est sélectionnée car elle est utilisée couramment et elle est implémentée dans des logiciels commerciaux disponibles. Dans cette étude, l'optimisation topologique est utilisée pour déterminer le raidissement optimal pour supporter la peau pressurisée de la cloison plane. Cependant, aucune application industrielle du processus pour la conception de structures pressurisée n'existe à notre connaissance. Aussi, la recherche sur le raidissement optimal de plaque par optimisation topologique est limitée puisque des contraintes typiques de conception comme la contrainte du matériau et le déplacement ne sont pas considérées. De plus, les résultats sont comparés à une plaque d'épaisseur uniforme ce qui n'est pas représentatif d'un concept de panneau raidi classique.