Développement de méthodologies et validation de la conception de raidisseurs à poids optimisé pour les futures ailes composites

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Bref rapport

DOVER a développé un outil et une méthodologie d'optimisation de la conception de panneaux composites raidisseurs innovants et allégés, permettant d'améliorer tous les aspects et paramètres de configuration, tels que les géométries, les séquences d'empilement et les rivets anti-décollement. La précision et la fiabilité de la méthodologie obtenue ont été validées par des essais expérimentaux.

La solution proposée par DOVER consiste en la création et la validation d'un outil et d'une méthodologie de conception permettant l'optimisation des panneaux raidisseurs composites structuraux pour ailes. Cet outil offre un environnement de recherche pour des conceptions allégées innovantes, notamment la géométrie des renforts, l'épaisseur et la disposition des différents composants, la forme de la conicité et la configuration des rivets anti-décollement. Grâce à cet outil, le concepteur peut prédire la rupture de toute configuration de raidisseur et optimiser l'ensemble du panneau, ce qui représente un gain de temps considérable, car il ne nécessite pas de modèles numériques complexes pour prédire le comportement, et une économie substantielle, puisqu'il élimine le besoin de campagnes d'essais coûteuses.

Pour parvenir à cette solution, DOVER a structuré le processus en différentes étapes afin de garantir une qualité, une précision et une fiabilité maximales. Une étude expérimentale initiale du comportement du panneau raidisseur établit une base expérimentale permettant de développer un modèle et une méthodologie de prédiction de la rupture. Cette méthodologie est ensuite mise en œuvre par la conception de diverses configurations innovantes de panneaux raidisseurs. Les solutions optimisées sont évaluées et corrélées aux résultats expérimentaux. Enfin, lors d'une dernière étape, des panneaux raidisseurs simples sont fabriqués, et les contraintes et déformations au point de rupture sont mesurées afin de valider le développement.

 

 

Le travail réalisé pour atteindre les objectifs susmentionnés a été structuré en quatre tâches principales :

Tâche 1.- Définition des campagnes d'essais, fabrication des éprouvettes et exécution des campagnes d'essais initiales, y compris les essais d'impact sur les éprouvettes, les essais de traction et de compression, statiques et de fatigue après impact, et réalisation de ces essais à température ambiante, dans des conditions froides et dans des conditions humides et chaudes.

Tâche 2.- Développement de modèles par éléments finis, corrélation de leurs résultats avec les résultats obtenus expérimentalement pour le développement ultérieur d'une méthodologie et d'un critère permettant de prédire le début de la défaillance.

Tâche 3.- Développement de panneaux raidisseurs innovants grâce à des stratégies d'optimisation dans des modèles d'éléments finis simples utilisant la méthodologie du projet.

Tâche 4.- Validation des nouvelles conceptions par des essais expérimentaux sur des spécimens mono-raidisseurs sous tension et compression avec des charges statiques et de fatigue après impact.