|
Auteur
|
Lisa Vatterodt
|
|
Université
|
École supérieure de techniques et d’économie de la Sarre, Allemagne |
Dans la première étape, l'analyse statique des structures en plaque est effectuée à l'aide de la méthode des éléments finis (FEM). Les fondements de la théorie des plaques de Mindlin ainsi que la détermination des contraintes principales et des directions principales associées sont utilisés. Les valeurs ainsi obtenues servent de base pour la simulation du flux de forces dans la plaque. Au cœur du travail se trouve l'implémentation de l'algorithme Physarum-polycephalum à l'aide d'un modèle de réseau basé sur des particules qui reproduit les mécanismes naturels de formation de motifs et d'adaptation du champignon. Des particules sont utilisées ici, qui se déplacent en tenant compte des concentrations de chimioattractants et forment des réseaux auto-organisés selon des règles sensorielles simples. Dans la simulation, les points de support de la plaque ainsi que les trajectoires des moments principaux provenant du calcul FEM servent de stimuli.
La simulation est effectuée de manière itérative, l'optimisation du réseau se fait par le renforcement des chemins principaux jusqu'à ce qu'un état d'équilibre stable soit atteint. Les résultats montrent que le modèle basé sur des particules est capable de représenter de manière adaptative les lignes de flux de force de la plaque et de générer une structure de réseau qui se distingue significativement des treillis de renforcement orthogonaux conventionnels. Ainsi, une pose ciblée des renforts le long des parcours de contrainte réels peut être réalisée, ce qui conduit à une meilleure utilisation des matériaux, à des quantités d'acier réduites et à une capacité portante accrue. En outre, la grande flexibilité de l'approche est soulignée, qui peut également représenter de manière robuste des structures en plaque complexes avec des conditions limites et des cas de charge variables. Cela ouvre des perspectives pour une construction économe en ressources et durable dans le génie civil.