Incertitudes, optimisation et fiabilité des structures

Auteurs :

Langue : Français

95,00 €

En stock : expédition en 24h !

Ajouter au panierAjouter au panier
Date de parution :
Ouvrage 394 p. · 15.6x23.4 cm · Broché · 
ISBN : 9782746245167 EAN : 9782746245167
Hermes Science

· PDF : 95,00 € ·
Acheter l'e-book e-book

Résumé d'Incertitudes, optimisation et fiabilité des structures

La fiabilité des systèmes complexes est un défi majeur pour les entreprises industrielles. Ces dernières doivent répondre aux exigences des donneurs d’ordre dont le non-respect entraînerait des pénalités compromettant les marchés futurs. L’un des enjeux majeurs de l’optimisation fiabiliste est d’établir une surveillance rigoureuse, capable de prédire et de détecter les modes de défaillances des systèmes étudiés. Cet ouvrage présente les avancées de la recherche et de l’industrie appliquées aux domaines de l’optimisation, de la fiabilité et de la prise en compte des incertitudes en mécanique. Ce couplage est à la base de la compétitivité des entreprises dans les secteurs de l’automobile, de l’aéronautique, du génie civil ou encore de la défense. Accompagné d’exemples détaillés, Incertitudes, optimisation et fiabilité des structures présente les nouveaux outils de conception les plus performants. Il s’adresse aux ingénieurs et aux enseignants-chercheurs.

Sommaire d'Incertitudes, optimisation et fiabilité des structures

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Chapitre 1. Incertitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.2. Problèmed’optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

1.3. Sourcesdes incertitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.4. Traitementdes incertitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.5. Analyse de sensibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Chapitre 2. Fiabilité des structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.2. Position d’un problème de fiabilité des structures . . . . . . . . . . . . 38

2.3. Modélisation d’un problème de fiabilité des structures . . . . . . . . . . 38

2.4. Calcul de la probabilité de défaillance d’une structure . . . . . . . . . . 40

2.5. Présentation du problème résistance-sollicitation . . . . . . . . . . . . . 48

2.6. Fiabilité des systèmes en mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Chapitre 3. Distributions les plus utilisées en fiabilité . . . . . . . . . . . . . 65

3.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.2. Variables aléatoires discrètes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.3. Variables aléatoires continues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.4. Combinaison de variables aléatoires continues et discrètes : distributions hypergéométrique et hyperbinomiale....79

3.5. Distributiondes valeurs extrêmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.6. Tests statistiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

3.7. Estimation des paramètres d’une distribution . . . . . . . . . . . . . . . 90

3.8. Estimation d’un intervalle de la moyenne et de la variance . . . . . . . 92

Chapitre 4. Conception optimale des structures . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.2. Evolution historique de l’optimisation structurale . . . . . . . . . . . . 98

4.3. Classification des problèmes d’optimisation des structures . . . . . . . 99

Chapitre 5. Optimisation stochastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

5.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

5.2. Lesmodèles de décisiondans l’incertain . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

5.3. Programmationlinéaire stochastique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

5.4. Programmation non linéaire stochastique . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

5.5. Méthode du gradient stochastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Chapitre 6. Optimisation multi-objectif avec incertitudes . . . . . . . . . . 119

6.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

6.2. Optimisation multi-objectif robuste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

6.3. Méthode d’intersection normale à la frontière . . . . . . . . . . . . . . 125

6.4. Problème d’optimisation multi-objectif des structures . . . . . . . . . . 138

Chapitre 7. Optimisation robuste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

7.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

7.2. Modélisationdes incertitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

7.3. Prise en compte de la robustesse dans la recherche d’un optimum . . . 148

7.4. Critères de robustesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

7.5. Méthode de résolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

7.6. Exemples d’optimisation mono-objectif . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

7.7. Exemple d’optimisation multi-objectif robuste . . . . . . . . . . . . . . 156

Chapitre 8. Optimisation fiabiliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

8.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

8.2. Présentation de l’optimisation fiabiliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

8.3. Les méthodes d’optimisation fiabiliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

8.4. Approche RIA (Reliability Indicator Approach) . . . . . . . . . . . . . 161

8.5. Approche SLA (Single Loop Approach) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162

8.6. Approche SORA (Sequential Optimization and Reliability Assessment) . . . . . . . 169

Chapitre 9. Facteurs optimaux de sûreté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

9.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

9.2. Méthode classique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

9.3. Méthode hybride . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

9.4. Méthode des facteurs optimaux de sûreté (OSF) . . . . . . . . . . . . . 182

9.5. Extension de la méthode OSF à des scénarios de défaillances multiples . . . . . . . 186

Chapitre 10. Optimisation topologique basée fiabilité . . . . . . . . . . . . . 203

10.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

10.2. Définitions en optimisation de topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

10.3. Méthodes d’optimisation de topologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

10.4. Couplage de fiabilité et optimisation de topologie . . . . . . . . . . . 208

10.5. Illustration et validation du modèle RBTO . . . . . . . . . . . . . . . . 212

10.6. Applications du modèle RBTO en mécanique . . . . . . . . . . . . . . 214

Chapitre 11. Optimisation fiabiliste en calcul vibratoire . . . . . . . . . . . 221

11.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

11.2. Optimisation fiabiliste hybride des structures . . . . . . . . . . . . . . 221

11.3. Couplage des méthodes de synthèse modale et RBDO . . . . . . . . . 236

11.4. Approche hybride améliorée de l’optimisation fiabiliste de conception . . . . . . . . . . 242

11.5. Introduction des méthodes de synthèse modale en IHM . . . . . . . . 251

Chapitre 12. Méthodes d’éléments finis stochastiques . . . . . . . . . . . . . 257

12.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

12.2. Discrétisation des champs aléatoires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258

12.3. Méthodes de calcul des moments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

12.4. Méthode des éléments finis stochastiques spectraux . . . . . . . . . . 267

Chapitre 13. Métamodèles et optimisation fiabiliste . . . . . . . . . . . . . . 291

13.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

13.2. Métamodèles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

13.4. Plans d’expériences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

Chapitre 14. Métamodèles et hydroformage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

14.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

14.2. Sources d’incertitudes dans la mise en forme . . . . . . . . . . . . . . 310

14.3. Stratégie d’évaluation de la probabilité de défaillance . . . . . . . . . 311

14.4. Caractérisation probabiliste des déformations critiques . . . . . . . . 321

14.5. Etude probabiliste de la striction et du plissement . . . . . . . . . . . 328

14.6. Effets des corrélations sur la probabilité de défaillance . . . . . . . . . 332

14.7. Estimation spatiale de la probabilité de défaillance . . . . . . . . . . . 332

14.8. Estimation de la probabilité de défaillance par une technique de logique floue . . . . . . 334

Annexe 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337

Annexe 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

Annexe 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

Annexe 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

Biographie d'Incertitudes, optimisation et fiabilité des structures

Spécialiste en optimisation, fiabilité et dynamique des structures, Abdelkhalak El Hami est professeur à l’INSA Rouen. Il est responsable de la chaire de mécanique du CNAM en Normandie et de plusieurs projets pédagogiques européens.

Professeur habilité à la faculté des sciences et techniques Settat de l’université Hassan Premier (Maroc), Bouchaïb Radi est spécialiste dans les domaines de la mise en forme, de l’optimisation et de la fiabilité.