CONCEPTION ET DÉVELOPPEMENT D’ENGRENAGES DROITS BASÉS SUR L’OPTIMISATION TOPOLOGIQUE

Ce travail explore la réduction de poids des engrenages grâce à l’optimisation de la conception et à des méthodes de fabrication avancées. Les engrenages sont largement utilisés dans de nombreux systèmes industriels, mais leur structure interne pleine augmente souvent le poids global du système et la consommation de matériaux. L’étude examine les moyens de réduire la masse du corps de l’engrenage tout en maintenant les performances mécaniques requises dans les applications pratiques. Au lieu de changer de matériau, la recherche se concentre sur l’optimisation de la disposition interne des matériaux à l’aide de la conception générative et des structures en treillis (lattices). La conception générative, également connue sous le nom d’optimisation topologique, utilise des méthodes mathématiques pour distribuer efficacement les matériaux dans un espace de conception défini en fonction des charges, des conditions aux limites et des contraintes. Parallèlement, les structures en treillis inspirées de modèles biologiques utilisent des cellules unitaires répétitives pour réduire le poids tout en préservant l’intégrité structurelle. L’analyse statique d’un engrenage hélicoïdal doté d’une structure en treillis uniforme aide à déterminer l’épaisseur appropriée des poutres et à optimiser la configuration du treillis. L’ensemble du processus de conception et d’analyse est réalisé à l’aide du logiciel NX CAD. Les modèles optimisés sont ensuite fabriqués par fabrication additive basée sur le