Mechanical design problems with unilateral contact

We formulate two problems of optimal design for mechanical structures in unilatéral contact the truss topology problem and the matenal design problem for elastic bodies In both cases we consider gênerai multi-load formulations, wherefor each load-case we may have different set of contact constraints (ngid obstacles) We show that both problems (after discretizatwn of the latter one) can be rewritten as mathematical programs, which only differ in the character of the input data but otherwise have identical structure and thus allow the same algonthmic approach We propose an itérative optimizatwn algorithm based on penalty-barner methods A series of numencal examples demonstrates the usabihty and efficiency of our approach © Elsevier, Paris Résumé — Nous formulons deux problèmes de conception optimale de structures mécaniques avec contacts unilatéraux topologie des armatures et distribution du matériau pour corps élastiques Pour ces deux problèmes, nous considérons des formulations générales multi-charges dans lesquelles les ensembles de contact peuvent être différents pour chaque cas de charge (obstacles rigides) Nous montrons que les deux problèmes (après discrétisation du second) peuvent être reformulés comme des problèmes d'optimisation qui ne diffèrent que par la nature des données mais de structure identique par ailleurs, ce qui permet le même traitement algorithmique Nous proposons un algorithme itératif utilisant les fonctions de pénalité-barrière. Une série d'exemples numériques témoigne de Vapplicabilité et de Vefficacité de notre approche. © Elsevier, Pans