Analyse de sensibilité 3D par la méthode de l'état adjoint : application au forgeage - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2003

Analyse de sensibilité 3D par la méthode de l'état adjoint : application au forgeage

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Abstract

The 3D sensitivity analysis in forging, purpose of this work, deals with computing the gradient of several objective functions with respect to parameters . This gradient is a very useful tool because the user, using this information, knows how to modify the parameters in order to obtain an optimal forging process.
Different sensitivity analysis techniques can be used. We have chosen the adjoint state method because its cost does not depend on the number of parameters. During the implementation of the adjoint state method in the FORGE3® software, we have studied three major points :
- storing data in order to compute backwardly the adjoint sensitivities
- differentiation of the unilateral contact condition
- treatment of remeshing and transfer of data
Several applications to academic examples are performed, the goal is to verify the accuracy of the adjoint sensitivities. Moreover, the computational time and the memory space required by the adjoint state method are quite acceptable.
Finally, a gear forging problem proposed by ASCOFORGE company is handled. The first optimisation results are very encouraging. Then, there is no major obstacle to apply the adjoint state differentiation method to large industrial 3D problems.
Lanalyse de sensibilité 3D en forgeage, thème de ce travail, consiste à calculer le gradient dun certain nombre de fonctions coût par rapport au vecteur des paramètres . Ce gradient est un outil précieux pour lutilisateur, lui offrant une indication précise pour modifier les paramètres afin dobtenir une gamme de forgeage optimale.
Différentes techniques danalyse de sensibilité peuvent être utilisées. Nous avons retenu la méthode de létat adjoint, particulièrement bien adaptée aux exigences des industriels (nombre élevé de paramètres) et au code de simulation numérique FORGE3®. Limplémentation de la méthode de létat adjoint dans le logiciel FORGE 3® a requis une attention particulière sur trois points :
- le stockage des données nécessaire au calcul de ladjoint
- le traitement du contact unilatéral et de sa différentiation
- la prise en compte du remaillage et du transport des variables
Ces trois points étant acquis, des validations sur des cas « académiques » ont été effectuées afin de tester la précision des dérivées « adjointes ». De plus, les temps de calcul et lespace mémoire requis par la méthode de létat adjoint sont largement raisonnables.
Enfin, un cas dengrenage proposé par la société ASCOFORGE est traité, les premiers résultats doptimisation obtenus sont encourageants. Ceci ouvre la voie à lapplication de la méthode de létat adjoint à des problèmes industriels de forgeage 3D.
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Dates and versions

tel-00005755 , version 1 (05-04-2004)

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Cite

Mehdi Laroussi. Analyse de sensibilité 3D par la méthode de l'état adjoint : application au forgeage. Mécanique [physics.med-ph]. École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00005755⟩
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