Optimisation des performances d'une structure de composite actionnées par des fils en alliages à mémoire de forme

Le développement de structures adaptatives est un sujet de recherche qui prend des proportions de plus en plus grandes. Ces structures sont de plus en plus utilisées puisqu’elles permettent de répondre à un changement dans leurs conditions d’utilisation. L’un des domaines d’application les plus prometteurs est l’aérospatiale. Le développement des matériaux intelligents et l’avènement des matériaux composites dans ce domaine donnent de nouvelles opportunités de développement de structures adaptatives. En effet, beaucoup d’efforts sont déployés afin de développer des ailes ayant la capacité d’adapter leur géométrie afin de diminuer la consommation de carburant des avions modernes. Le présent projet porte sur le développement d’une surface adaptative en composite adaptative applicable à l’extrados d’une aile d’avion. Il donne suite au projet CRIAQ 7.1, qui a fait la démonstration d’une aile laminaire adaptative. Le projet proposé ici table toutefois sur certaines problématiques identifiées à la suite de ce projet. L’objectif est donc de développer une surface adaptative actionnée par alliages à mémoire de forme ayant la capacité de conserver une géométrie déformée sans avoir recours aux actionneurs, et ce, en considérant la durée de vie de la surface. De plus, différents procédés de mise en forme ont été étudiés pour la surface de composite, à savoir; la mise en forme à partir de composite pré imprégné et l'infusion sous vide. Le point de départ de la méthodologie proposée ici est d’identifier la géométrie de base ainsi que les géométries déformées souhaitées par le biais d’une analyse CFD. Ces éléments ont été conservés identiques au projet CRIAQ 7.1. Le contrôle d’une condition aux limites de la surface adaptative permettra de modifier la géométrie du composite à l’intérieur de cette enveloppe. L’obtention de la déformée cible se fait en optimisant l’empilement du composite. Pour y parvenir, un modèle ANSYS Mechanical APDL a été développé pour la partie adaptative de l’extrados. Une routine d’optimisation a également été développée afin de déterminer l’empilement qui permet de s’approcher au maximum de la déformée souhaitée. Les conditions sont telles que la surface adaptative est bloquée au bord d’attaque et le bord de fuite est mobile; l’application d’un déplacement tangent au bord de fuite permet de déformer la surface pour obtenir la géométrie désirée pour augmenter le ratio portance/traînée du profil d’aile. La validité du modèle a été réalisée à l’aid