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Sujet de stage : Analyse vibratoire, CNAM Paris/Air Liquide (31/01/2017)

Analyse vibratoire de structures 3D en vue du contrôle passif par patchs piézoélectriques

L. Laurent 1, M. Aucejo 1, A. Gardelein 2

1 LMSSC, Conservatoire National des Arts et Métiers, case 2D6R10, 2 rue Conté, 75003 Paris, France
2 Air Liquide, Advanced Business & Technologies, Advanced Technologies 2, rue de Clémencières – BP15 F-38360 Sassenage, France

Mots clés : analyse vibratoire expérimentale, modélisation, patchs piézoelectriques, optimisation

Lieu du stage : LMSSC, CNAM Paris (2 rue Conté, 75003 Paris)
Durée : 6 mois
Profil candidat : BAC+5 (Master 2, Ingénieur mécanique…)
Date de début : janvier/février/mars 2017
Rémunération : rémunération de stage standard (environ 500 €)
Contacts : luc.laurent@lecnam.net (01 58 80 85 80) ou mathieu.aucejo@lecnam.net (01 58 80 85 81)

Sujet du stage

Stage de fin d’études ingénieur / master de recherche – Sophia Antipolis ou Antony (09/01/2017)

Encadrants
Salim Bouabdallah, ALTAIR Engineering France (sbouabdallah@altair.com)
Thomas Elguedj, Lamcos INSA-Lyon (thomas.elguedj@insa-lyon.fr)

Contexte
L’intégration CAO-calcul est un besoin très fort des industriels afin de simplifier l’utilisation du calcul dans les bureaux d’études et de raccourcir les cycles de conception. Une des difficultés majeures à cela est la réalisation de maillages éléments finis à partir de modèles géométriques définis dans les modeleurs CAO (Solidworks, Catia, ProEng, NX, …). L’analyse isogéométrique (IGA), initialement introduite par le Professeur T.J. R Hughes en 2005, se propose d’utiliser pour l’analyse les mêmes fonctions de forme que celles utilisées pour la définition géométrique. La technologie utilisée actuellement par la plupart des modeleurs géométrique repose sur l’utilisation des fonctions NURBS (Non-Uniform Rational B-Splines). Ces fonctions, qui dégénèrent naturellement vers les fonctions de Lagrange habituellement utilisées en Analyse éléments finis (FEA), sont plus riches que ces dernières et permettent de contrôler plus aisément les degrés d’approximation ainsi que la continuité entre éléments.
L’analyse isogéométrique a fait, et continue de faire, l’objet de nombreux travaux de recherche. Les résultats obtenus sont prometteurs et il est naturel que cette méthode devenue mature évolue du stade de concept académique vers un outil industriel de modélisation.

Travail proposé
L’objectif de ce stage est d’intégrer des éléments pour l’analyse isogéométrique dans le code de dynamique rapide Radioss développé par la société Altair. Radioss compte parmi les codes de calcul les plus utilisés pour la simulation du crash, la simulation de mise en forme par emboutissage ainsi que les interactions fluide-structures.
Une première intégration d’éléments isogéométriques tridimensionnels dans Radioss ainsi que l’adaptation d’une interface de contact pour la prise en compte de ces éléments ont été réalisées avec succès.
On se concentrera dans cette mission sur l’intégration d’éléments isogéométriques de coque (utilisant des fonctions de forme NURBS) afin de compléter les possibilités de Radioss en analyse isogéométrique appliquée à la simulation de l’emboutissage.
Compte tenu du caractère confidentiel des sources du code Radioss, la majeure partie du stage sera effectuée dans les locaux de l’équipe de développement de Radioss (Sophia Antipolis ou Antony), offrant un contact direct avec les méthodes de développement de codes industriels.

Le travail consistera en :

  • La réalisation d’une étude bibliographique sur la modélisation de coque en analyse isogéométrique. Elle devrait se conclure par le choix d’une ou plusieurs formulations de coques
  • L’intégration du (ou des) modèle(s) de coque retenu(s) dans Radioss
  • La validation des développements sur des cas tests académiques puis industriels
  • La rédaction du mémoire de master et de la documentation technique des développements réalisés

Ce travail entre dans le cadre d’une collaboration entre le Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (LaMCoS) de l’INSA de Lyon et Altair.
En fonction de la qualité du travail fourni et des résultats obtenus, celui-ci pourra être poursuivi par une thèse de doctorat en convention Cifre entre Altair et l’INSA de Lyon.

Profil recherché
Etudiant en dernière année de formation d’ingénieur ou master de recherche en mécanique ou mathématiques appliquées.
Compétences solides en mécanique des milieux continus, méthodes numériques et programmation.