L’optimisation topologique (OT) consiste à trouver la distribution optimale de la matière dans un espace de conception prédéfini soumis à certaines contraintes. Avec les progrès récents de l’informatique et de la fabrication additive, l’OT structurelle est devenue un outil très puissant pour améliorer et accélérer le processus de conception de produits en générant automatiquement des structures légères, performantes et innovantes. Cependant, dériver automatiquement des modèles de conception assistée par ordinateur (CAO) paramétriques à partir des résultats issus de l’OT représente toujours un grand défi.
Dans notre travail, nous proposons un nouveau processus entièrement automatique visant à convertir les résultats d’OT qui tendent vers des structures de poutres en modèles CAO solides.
Notre processus de reconstruction commence par la squelettisation linéique de la forme optimisée. La courbe-squelette obtenue est utilisée avec une triangulation lissée de la forme optimisée afin de calculer des sections transversales aux branches et aux jonctions. Ces sections transversales sont ensuite interpolées par des courbes B-spline. Ces dernières sont, à leur tour, utilisées dans des opérations de balayage multisections générant ainsi des surfaces recouvrant les branches et les jonctions de la forme optimisée. Les ouvertures qui restent dans les jonctions sont comblées par des surfaces de remplissage donnant ainsi une enveloppe fermée.
Le modèle CAO final est obtenu en assemblant le modèle solide construit de cette enveloppe fermée avec le modèle du non-design à l’aide de l’union booléenne. L’analyse par éléments finis (FEA) est effectuée à la fois sur la forme optimale 3D et sur le modèle solide CAO dérivé afin de valider ce modèle CAO. Plusieurs études de cas sont présentées pour démontrer l’efficacité et l’utilité de cette nouvelle approche.
Thèse de doctorat en ingénierie soutenue le 22 mars 2022.
