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Dissertations / Theses on the topic 'Assemblages collés – Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)'
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Cheikh, Mohammed. "Réanalyse de l'équilibre des structures : application à l'étude des assemblages collés et de l'endommagement des matériaux composites." Dijon, 1997. http://www.theses.fr/1997DIJOS079.
Full textAbstract:
Dans cette étude, nous proposons une généralisation de la méthode de réanalyse de l'équilibre des structures à la réanalyse de rigidité (géométrie et matériaux). Cette généralisation fait appel à des conditions mixtes, portant simultanément sur les efforts et les déplacements. Une application a l'endommagement decoule naturellement de cette methode et sera proposee. Cette méthode a pour avantage de donner une solution générale du système de l'équilibre, indépendamment des conditions aux limites. Du point de vue numérique, nous présentons également une méthode de résolution du système singulier par décomposition permettant d'éviter le calcul de l'inverse régularisée. Cette décomposition rejoint le concept de l'inverse partiel de Moore-Penrose. Elle permet un gain en temps de calcul et une simplicité de présentation. Elle facilite l'étude du comportement non linéaire des matériaux et notamment le cas de la variation de rigidité. La puissance de la méthode de réanalyse provient en partie de la facilité avec laquelle elle permet d'imposer des conditions cinématiques diverses. Avec l'extension proposée, toute loi mécanique pouvant s'exprimer directement ou indirectement par des conditions cinématiques ou mixtes peut être modélisée par cette méthode. Ce qui nous a permis de modéliser par exemple, des conditions portant sur le vecteur contraintes alors que cette méthode est basée sur les éléments finis en déplacements. Notre travail est divisé en deux parties : la première est consacrée à la réanalyse avec modification des conditions aux limites en chargements, en déplacements et en contraintes. La deuxième partie de cette étude est consacrée à la réanalyse de rigidité. Comme application, nous traitons le cas de l'endommagement des matériaux composites unidirectionnels.
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Dinkel, Olivier. "Etude et modélisation de l'endommagement d'un assemblage collé bois-bois sollicité en traction." Metz, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1997/Dinkel.Olivier.SMZ9706.pdf.
Full textAbstract:
Les assemblages, parties intégrantes des structures en bois, doivent être dimensionnés de manière à supporter les efforts prévisibles au cours de la durée de vie de la structure. L'assemblage colle en biseau intervient dans de nombreux éléments, en particulier pour les structures en bois lamellé collé. Cette étude a pour but d'étudier le comportement avant la rupture de ce type d'assemblage. Pour cela, on suit l'endommagement au cours du chargement de l'assemblage en biseau qui est composé de trois matériaux: le bois, un composite bois+colle et la colle. Plusieurs essais d'endommagement jusqu'à la rupture ont été réalisés. On en déduit que seule la partie colle est endommagée. On vérifie ce modèle par un calcul aux éléments finisJoints, which are essential parts of timber structures, must be designed to support expected loads during the life of the structure. The scarf joint is present in many elements, mainly in glulam structures. The behaviour before fracture of such joints is the object of this study. The cumulated damage of the joint is followed during the loading. The joint is considered as composed from wood, wood+adhesive, adhesive. A number of damage tests has been made. These tests have been purchased till fracture occurs. It is deduced from them that the adhesive part is the only one which is damaged during the loading. The corresponding damage law is identified and the model is verified with a finite elements computation
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De, Barros Silvio Romero. "Modèle d'interface pour la simulation du comportement des assemblages collés." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2005. http://www.theses.fr/2005VERS0010.
Full textAbstract:
Les collages sont de plus en plus employés dans l'industrie. Le manque d'outils numériques fiables et efficaces pour la prédiction de la capacité de charge de ce type d'assemblage limite encore leur application. La rupture d'un joint collé est le résultat de l'évolution et de l'interaction de plusieurs process complexes de dégradation dans la couche de colle. Le modèle d'interface endommageable proposé dans cette thèse permet la modélisation de la dégradation du collage pendant toute la phase de chargement. Ce modèle, issu de ceux employés pour la modélisation de la dégradation interlaminaire dans les composites, a été implanté dans le code de calcul industriel CAST3M. Cette implantation a été validée par comparaison avec des approches de type Mécanique Linéaire de la Rupture et avec d'autres types de modèles d'interface endommageable. La difficulté, en utilisant ce type de modèle, est justement l'identification des paramètres mécanique de l'interface. Ces paramètres sont valables uniquement pour la colle, le matériau des substrats et les traitements de surface pour lesquels ils ont été identifiés. Les essais sur les structures collées sont donc pour l'instant indispensables. L'un des objectifs du travail réalisé est l'identification des paramètres. Cette identification est basée sur des mesures acoustiques non destructives des caractéristiques initiales du collage (raideurs) et sur des mesures mécaniques destructives (énergies critiques). L'objectif final de cette étude est d'avoir un outil numérique capable d'apporter la fiabilité et l'efficacité dont l'industrie a besoin pour développer davantage l'utilisation du collage comme méthode d'assemblage structuralThe use of adhesive in composite and metalic components has become increasingly popular. However, the lack of reliable and effient computational tools for the prediction of the load-carrying capacity of such type of junctions have severely limited their range of application. Failure of adhesively bonded joints is the result of the evolution and interaction of several complex degradation processes in the adhesive layer. The damage interface model proposed in this study allows modelling the joints degradation during all the loading phase. This model, which originates from those employed for the analysis of delamination in composites laminates, has been implemented as a part of the finite element code CAST3M. Its implmentation was validate by comparison with Linear Fracture Mechanics models and width other damaging interface models. The difficulty, by using this type of model, is precisely the identification of the interface mechanical parameters. These parameters are valid only for the adhesive, material and the surface treatments for which they were identified. The tests on the bonded structures are thus essential. In this work, the identification of the interface parameters is based on nondestructive acoustic measures (stiffnesses) and on destructive mechanical measures (critical energies). The idenfication procedure is validated by the study of other geommetric configurations of a bonded joint. The aim of this work is to have a numerical tool able to bring the reliability and the effectiveness that the industry needs to develop the use of adhesive joints as a method of structural assembly
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Laporte, Damien. "Analyse de la réponse d'assemblages collés sous des sollicitations en dynamique rapide." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2011. http://www.theses.fr/2011ESMA0013.
Full textAbstract:
Cette thèse apporte une contribution à la compréhension et à la modélisation de la réponse d'assemblages collés sous des sollicitations en dynamique rapide générant des vitesses de déformation comprises entre 105 s-1 et 107 s-1. L'analyse présentée porte sur des assemblages aluminium/colle/aluminium. L'influence de la nature de la colle est étudiée par le biais de l'utilisation de deux types d'adhésifs : une résine époxyde et une résine silicone. Ces deux matériaux font l'objet d'une caractérisation expérimentale en régime dynamique et des approches de modélisation de leur réponse sous choc sont proposées. La réponse sous choc des assemblages collés est caractérisée à l'aide d'une grande diversité de moyens expérimentaux (laser, GEPI, lanceurs). L'influence de la durée de sollicitation et de la vitesse de déformation sur les seuils de rupture des empilements est ainsi investiguée sur une gamme de 3 ns à plus de 500 ns. Les essais laser permettent une récupération des échantillons pour des observations post-mortem. Le lien entre l'état final de l'empilement et la vitesse de face arrière mesurée est alors établi. Sur les essais d'impact de plaques et de compression isentropique, le couplage entre les mesures et la simulation numérique permet de mettre en évidence le caractère essentiellement adhésif des ruptures des empilements. La simulation numérique permet également de déterminer les seuils de rupture sur chacun des types d'essais et d'évaluer l'influence de la durée de sollicitation sur ces seuils. L'ensemble de ces résultats est destiné à être utilisé dans le cadre de l'optimisation d'un test d'adhérence par choc sur des assemblages millimétriquesOur work gives a contribution to the analysis of bonded assemblies' behaviour under high strain rates in a range from 105 s-1 to 107 s-1. We investigate the response of assemblies of aluminium 6061T6 substrates bonded with an adhesive material. The influence of the adhesive materials' nature is studied by using two kind of glue: an epoxy resin and a silicon resin. The behaviours of these materials under shock wave loading are characterized and modelling approaches are proposed. The response of bonded assemblies under shock wave loading is characterized with several experimental techniques (lasers, GEPI, gas-guns). The influence of the pulse duration on the tensile strength of the structure is investigated on a range from 3 ns to 500 ns. Laser tests help us to make microscopic observation of samples after experiments. The link between damage and rear surface velocity is established. Comparisons of measures and numerical computations with plate impact or isentropic compression experiments show that the mode of failure is mainly adhesive. Over more, the numerical computations help us to determine the tensile stress threshold with each kind of experiments and to evaluate the pulse duration influence on this threshold. These results will be used for the optimization of a shock adhesion test
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Gacoin, Alexandre. "Etude expérimentale et numérique du comportement micromécanique des liaisons collées de type sifflet et double sifflet." Reims, 2007. http://theses.univ-reims.fr/exl-doc/GED00000697.pdf.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur l’analyse expérimentale et numérique du comportement micromécanique des assemblages collés de type sifflet et double sifflet. La partie expérimentale de nos recherches utilise la grande sensibilité des jauges électriques, dans le but de caractériser l’endommagement progressif de nos éprouvettes jusqu’à leurs ruptures. Les nombreux essais réalisés montrent que l’endommagement peut être défini par trois seuils distincts (amorçage des premières microfissures Fd, charge pour laquelle elles se propagent Fg et la rupture ultime de l’éprouvette Fr), et que cet endommagement est étroitement lié aux propriétés mécaniques et géométriques des échantillons. Cette technique expérimentale est utilisée pour caractériser l’influence du vieillissement naturel sur l’endommagement des joints adhésifs biseautés en résine époxy et pour caractériser l’influence d’une singularité géométrique située au cœur du système jointif. La partie numérique de nos recherches est basée sur l’utilisation d’une loi élastoplastique couplée avec un modèle d’endommagement. Les modélisations nous permettent d’étudier le comportement de nos assemblages à l’échelle du joint, d’affiner nos analyses expérimentales et de préciser nos conclusions. Enfin une analyse prospective, basée sur des essais de thermoélasticimétrique est réalisée sur un assemblage collé de type double sifflet. Cette analyse apporte un éclairage original sur le comportement mécanique de ce type de liaisonThis work consists in experimental and numerical analysis of the micromechanical behaviour of the adhesively bonded scarf joints and double scarf joints. The experimental part of our research uses the great sensitivity of the electric gauges, in order to characterize the progressive damage evolution of our bonded joints. The collected experimental data shows that damage can be defined by three distinct thresholds: the initiation of the first microcracks (load Fd), start of microcracks propagation (load Fg) and the ultimate failure of the adhesive layer (load Fr). The aim of this experimental program is to characterise the influence of natural ageing process on the damage evolution of two adhesively bonded scarf joints and to characterize the effects of geometrical singularity located in the middle of the adhesive joint. The numerical modelling of our research is carried out with ABAQUS® software. F. E. Modelling, enable us to study the mechanical behaviour of our assemblies in zones difficult to observe in the experimental studies. A complete thermoelasticimetric analysis of an adhesively bonded double scarf joint was carried out. This work allows studying and understanding the influence of an interior angle confined in the middle of the assembly, on the first damages initiation
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Mejri, Mohamed. "Étude mécano-fiabiliste des structures collées pour applications marines." Brest, 2008. http://www.theses.fr/2008BRES2056.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de pouvoir évaluer l'impact des paramètres aléatoires sur la tenue en service des assemblages collés dans le milieu naval. Une particularité de ces assemblages est l'utilisation de pièces de grandes dimensions et de joints de colle relativement épais (de l'ordre de 0,5 mm). La prise en compte de la dépendance temporelle des phénomènes et des sollicitations extérieures nécessite la mise en oeuvre de la théorie de la fiabilité fonction du temps. Ce type de couplage mécano-fiabiliste, pour des structures à comportement fortement non linéaire, nécessite des modèles mécaniques robustes tout en limitant le coût numérique. Pour répondre à ces contraintes, nous proposons l'utilisation de modèles de type zone cohésive pour décrire le comportement de la colle dans l'assemblage. Cette démarche utilisant un modèle d'endommagement est compatible avec la description de la dégradation progressive de la colle, avec la prise en compte de défauts initiaux et avec la modélisation de la propagation de fissures. Une première identification des paramètres d'un modèle de comportement endommageable de la colle, à partir d'essais mécaniques, a permis de mettre en oeuvre le couplage des approches fiabilistes avec la simulation par Éléments Finis de la dégradation d'une colle dans un assemblage.
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Lourme, Hugues. "Etude des assemblages collés par ondes guidées ultrasonores : étude expérimentale et modélisation par éléments finis." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13902/document.
Full textAbstract:
Les collages ont pris une part de plus en plus importante dans le monde de l’industrie aérospatiale ces dernières années. Il s’agit essentiellement de collages structuraux dont le niveau de fiabilité attendu est très élevé. Cependant, le contrôle de leur état de santé après fabrication et au cours de leur vie reste un frein essentiel à leur utilisation. Il convient en effet de contrôler les endommagements liés à l’environnement extérieur et aux conditions de contraintes et de sollicitations thermiques. Pour le moment, les contrôles effectués sont des tests destructifs, très couteux. Le but de la thèse est de participer au développement d’une méthode de contrôle non destructif. Pour cela, des recherches bibliographiques ont mené à l’utilisation des ondes guidées ultrasonores qui permettent une investigation des collages sur de longues distances. La simulation de la propagation de ces ondes guidées a consisté en un modèle éléments finis en deux dimensions dans lequel le concept de raideur d’interface est introduit afin de prendre en compte des variations de la valeur de l’adhésion. Les études numériques ont permis de prévoir avec quels modes et à quelles fréquences obtenir des sensibilités à des défauts de type cohésif (absence de colle) mais aussi adhésif (pollution d’interface, sablage). Leurs résultats ont été confrontés à ceux expérimentaux obtenus sur des joints collés à simple recouvrement. Il a été observé que les modes de Lamb A0 et S0 et le mode de cisaillement horizontal SH0 étaient sensibles de façon plus ou moins importante à ces défauts. Ces résultats ont ensuite été discutés grâce à l’étude de certains facteurs influant sur la transmission des ondes guidéesAbstract
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Khammassi, Sabrine. "Nanotechnology and bonded joints : an investigation of the mechanical performance of an adhesive doped with nanofillers." Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2021. http://www.theses.fr/2021ENTA0021.
Full textAbstract:
Le collage structural est une technique d’assemblage de plus en plus demandée aujourd’hui dans beaucoup de domaines comme l’automobile, l’aéronautique, l’aérospatial, l’industrie navale et ferroviaire. La qualité d’un adhésif est un important paramètre pour garantir la fiabilité et la durabilité d’un assemblage collé. On sait qu’une fausse conception d’un joint collé, un mauvais choix d’adhésif ou même un traitement de surface mal réalisé pourra avoir des conséquences spectaculaires voire dramatiques. En termes de performance, l'ajout de nanoparticules à base de carbone à l'adhésif peut contribuer à améliorer les performances des assemblages collés. Dans cette étude, des adhésifs renforcés par trois types de nanacharges sont développés. En effet, l'adhésif DGEBA a été renforcé avec des nanotubes de carbone (CNT), des nanoplaquettes de graphène (GNP) et du noir de carbone (CB) avec différentes fractions massiques (1wt.%, 2wt.% et 5wt.%). L'objectif global est l'étude de l'influence du type, de la fraction massique et des dimensions des nanocharges sur le comportement mécanique de la colle et de l’assemblage collé. Les résultats ont montré que chaque type d'adhésif renforcé par des nanocharges possède un bon potentiel en termes de comportement mécanique sous des sollicitations statiques et dynamiques. Cependant, la présence d'une fraction massique élevée de nanoparticules a tendance à entraîner une dégradation par rapport à l'adhésif pur en raison du changement de morphologie de la microstructure et des interactions physico-chimiques. Et afin de quantifier la résistance à l’endommagement de l’adhésif dopé par des nanocharges et démontrer la compatibilité de l'adhésion avec divers substrats, des essais DCB et ENF ont étaient réalisés sur des assemblages Aluminium/aluminium et Composite/composite. De plus, des modèles numériques avec prise en compte de l’endommagement de la colle dopée ont été développés et validés avec les résultats expérimentaux. Cette étude démontre que le type, la fraction massique, la taille et la forme des nanocharges jouent un rôle important dans l'amélioration des performances des assemblages collésAdhesively bonded joint is a joining technique that is increasingly in a request today in many fields such as the automotive, aerospace, and naval. The adhesive selection is an important parameter to guarantee the reliability and durability of an adhesively bonded joint. It is well known that the wrong design of a bonded joint, the wrong choice of adhesive, or even a poorly executed surface treatment can have dramatic consequences. In terms of performance, the incorporation of carbon-based nanoparticles into the adhesive improves the performance of bonded joints. In this study, DGEBA adhesive doped by three kinds of nanofillers is established. Indeed, the adhesive has been doped with carbon nanotubes (CNT), graphene nanoplatelets (GNP), and carbon black (CB) with different mass fractions (1wt.%, 2wt.%, and 5wt.%). The overall objective is to study the influence of the type, mass fraction, and dimensions of the nanofillers on the mechanical behavior of the adhesive and the bonded joint. The results showed that each type of adhesive reinforced with nanofillers has a good potential in terms of mechanical behavior under static and dynamic loadings. However, the presence of a high mass fraction of nanoparticles tends to lead to degradation compared to the neat adhesive due to the transformation in microstructure morphology and physicochemical interactions. In addition, to quantify the damage resistance of the nanofiller-doped adhesive and demonstrate the adhesion compatibility with various kinds of substrates; DCB and ENF tests were performed on aluminum/aluminum and composite/composite bonded joints. Besides, numerical models taking into account the damage of the doped adhesive were developed and validated with the experimental results. This study demonstrates that the type, mass fraction, size, and shape of nanofillers play an important role in improving the performance of the adhesively bonded joints
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Diagana, Cheikhna. "Contribution à l'étude expérimentale et théorique de structures en béton armé renforcées à l'effort tranchant par collage de composites à matrice organique." Reims, 2001. http://www.theses.fr/2001REIMS028.
Full textAbstract:
Contribution à l'étude expérimentale et théorique de structures en béton armé renforcées à l'effort tranchant par collage de composites à matrice organique. Dans ce travail nous avons étudié le renforcement à l'effort tranchant de poutres en béton armé renforcées par collage de tissus ou de bandes en composite carbo-époxy. Les poutres sont conçues de telle sorte que la rupture par cisaillement soit dominante sauf cas particulier. Dans un premier temps, nous avons étudié l'influence de la hauteur du tissu et du bras de levier sur la charge ultime des poutres renforcées. Pour cette étude, deux types de poutres en béton armé de même configuration avec portée différente ont été réalisés. On a constaté, pour les deux types de poutres, que la hauteur maximale utile du tissu est égale aux ß de celle de la poutre et qu'elle suffit pour éviter toute rupture par cisaillement. Le gain en charge ultime est deux fois plus important pour les poutres de grande portée. La variation de l'espacement entre les cadres d'acier a montré que la contribution du tissu à la reprise de l'effort tranchant dépend effectivement de ce paramètre. Nous avons également réalisé une série d'essai sur la réparation de poutres endommagées. Les résultats montrent que les poutres réparées ont même charge de ruine que celles renforcées. Enfin, nous avons étudié le comportement expérimental de poutres renforcées par un système discontinu de bandes de TFCÒ collées. Ce programme expérimental nous a permis de mettre en évidence que la contribution des bandes de TFCÒ est plus importante lorsqu'elles sont perpendiculaires à la fissure d'effort tranchant et lorsque le renforcement est fait par bandage. Une étude par la méthode des éléments finis à l'aide du logiciel CASTEM 2000 a été menée. Le modèle simule correctement le comportement d'une poutre renforcée à l'effort tranchant et donne accès à des grandeurs difficilement mesurables.
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Destouesse, Villa Jaime. "Caractérisation et modélisation des joints de colles sous sollicitations bi-axiales statiques." Thesis, Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2018. http://www.theses.fr/2018ENTA0008/document.
Full textAbstract:
Le collage structural se présente comme une alternative intéressante aux méthodes classiques d'assemblages par ajout d’éléments mécaniques pour alléger les structures aéronautiques. Cependant, l'utilisation de cette méthode soulève de nombreuses questions en termes de conception, caractérisation ou modélisation. Ce travail, à fort caractère expérimental, visent deux grands objectifs : (i) sélectionner les moyens d'instrumentation les plus adaptés pour la caractérisation du comportement jusqu'à rupture des assemblages collés et (ii) prédire le comportement des assemblages collés à partir d'une caractérisation et d'une modélisation complète sous chargements quasi-statiques bi-axiaux, en utilisant un type d’essai simple et industrialisable. Dans un premier temps, pour atteindre ces objectifs, un nouvel essai appelé Scarf modifié a été proposé, afin de caractériser le comportement mécanique du joint de colle, en minimisant les effets de bord par la présence de becs. La deuxième partie de la thèse porte sur le développement d'une stratégie de caractérisation simplifiée du comportement de joint de colle, sous certaines hypothèses (états de contraintes/déformations, continuité du champ de contraintes). Cette stratégie a permis d'obtenir le comportement intrinsèque de l’adhésif sous la forme de courbes contraintes/déformations. La dernière partie abordée dans ces travaux, s'intéresse quant à elle à l'identification et la sélection des moyens de métrologie les plus appropriés, pour accompagner la caractérisation expérimentaleToday, structural bonding presents an interesting alternative to conventional methods of assembly, in order to reduce the weight within aeronautical structures. However, the use of this method raises many questions in terms of design, characterization or modeling. This work presents a robust experimental work, aiming two main objectives: (i) select the most suitable instrumentation for the characterization of the behavior of bonded joints up to failure and (ii) predict the behavior of bonded joints from complete characterization and modeling under quasi-static bi-axial loading, using a simple test, directly integrated to industry. In a first stage, to achieve this goal, modified Scarf test has been proposed to characterize the mechanical behavior of adhesive joints. This type of specimen allows applying multiaxial loadings without having high-stress concentrations near the edges. The second part of the thesis deals with the development of a strategy for simplifying the characterization of a bonded joint using some hypotheses (stress/strain states). This strategy allows obtaining the intrinsic behavior of the adhesive in the form of the stress/strain curves. The last part of this work deals with the identification and selection of the most appropriate instrumentation systems in the experimental characterization
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Ecault, Romain. "Etude expérimentale et numérique du comportement dynamique de composites aéronautiques sous choc laser. Optimisation du test d'adhérence par ondes de choc sur les assemblages composites collés." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2013. http://www.theses.fr/2013ESMA0031/document.
Full textAbstract:
Ce travail vise le développement d’une méthode non destructive permettant de contrôler la qualitémécanique des joints collés aéronautiques, en utilisant les ondes de choc générées par impact laser (projetENCOMB). Des chocs ont été réalisés à l’aide de dispositifs tels que des sources laser ou des canons à gaz.Différents diagnostiques ont été utilisés : le VISAR, la VH, la visualisation transverse, la microscopie optiqueet confocale, la radiographie X, le contrôle ultrasons...Des échantillons de résine et des compositesstratifiés carbone/époxy ont d’abord été étudiés. Des chocs laser instrumentés, couplés à des analysespost-mortem, ont permis une meilleure compréhension des phénomènes de choc dans ces matériaux. Lesrésultats obtenus sur les assemblages composites collés montrent que la technique de choc laser permetde discriminer différents degrés d’adhérence. L’utilisation de modèles numériques, développés grâce auxdonnées expérimentales, a permis d’analyser la propagation du choc dans ces assemblages complexes. Cesrésultats ont démontré la nécessité d’optimiser la technique, afin de tester exclusivement l’adhérence dujoint collé, sans endommager les composites de l’assemblage. Plusieurs solutions d’optimisation sontproposées tels que l’utilisation d’une impulsion variable, ou celle de double chocs. Ces solutions ont étévalidées expérimentalement et l’optimisation numérique a fourni les paramètres de choc pour de futurstests. Finalement, ce travail fournit des résultats originaux sur le comportement dynamique de compositesstratifiés et permet de progresser vers l’adaptation du test d’adhérence par choc laser à différentsassemblages compositesThis work aims the development of a non-destructive technique to control the mechanical quality ofaeronautics adhesive bonds (ENCOMB project). Shocks were realized by use of laser sources or gas gun, anddifferent techniques were used to analyse the shocks such as: VISAR, PDV, Shadowgraphy, optical andconfocal microscopy, X-ray radiography, ultrasound testing…Epoxy resins and carbon/epoxy compositelaminates were first investigated. Monitored laser shocks, in addition to post-mortem analyses, enabled tobetter understand the shock phenomenon on these complex materials. The results obtained on bondedcomposite showed that the laser shock technique can be used to discriminate different adherence levels.The use of numerical models, developed thanks to the experimental data, enabled to analyze the shockpropagation in these complex assemblies. They also evidenced the need for optimization, in order to testonly the bond interface and not to break the composite parts on the assembly. Several optimizationsolutions are formulated such as the use of tuneable pulse duration, or double shock configurations. Someof these solutions have been experimentally validated, and the numerical optimization gives the shockparameters to use for the next experimental campaigns. Finally, this work provides original results on thedynamic behaviour of composite materials under laser shock and leads to the adaptation of the laser shockadhesion test to any kind of bonded composite assemblies
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Uguen, Alexandre. "Influence de l'endommagement plan sur le comportement hors-plan des composites stratifiés et des assemblages collés." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0004/document.
Full textAbstract:
Les matériaux composites sont utilisés dans le domaine maritime depuis des dizaines d’années que ce soit par exemple pour les éoliennes offshore ou encore les navires militaires étant donné leurs propriétés intrinsèques avantageuses pour de telles applications (faible masse, faible signature magnétique ...). Jusqu’ici les composites employés sont surtout composés de fibres de verre et de matrice polyester. Cependant, les demandes croissantes de navires toujours plus légers et rapides conduisent peu à peu les industriels à se tourner vers les composites à haute performance composés de fibres de carbone et de matrice époxyde. L’utilisation de cette nouvelle génération de matériau nécessite de connaître l’influence de l’endommagement plan, qui peut être d’origine hydrique ou mécanique, sur leur tenue hors-plan. Cette étude a montré une diminution importante de l’enveloppe de rupture du matériau étudié lorsqu’il a séjourné en eau de mer jusqu’à saturation. La résistance en traction hors-plan du composite n’est quant à elle que très peu affectée par la présence de fissures transverses dans le matériau, quel que soit son état de vieillissement. Des travaux ont également été menés sur des assemblages composites collés et mis en avant à la fois la chute de la tenue de l’assemblage due à la présence d’eau de mer dans la matrice époxyde, mais également la nécessité de la prise en compte du couplage endommagement plan/endommagement hors-plan pour la prédiction de la tenue hors-plan de tels assemblages. Enfin, différentes méthodes de prédiction ont été utilisées pour valider les résultats expérimentaux confirmant ainsi l’importance de la prise en compte de l’endommagement plan sur la tenue hors-plan des composites et des assemblages composites collésComposite materials have been used in marine applications for decades for offshore windmills or even battleships because of its intrinsic properties which are assets for such applications (low weight, low magnetic signature...). Until now the composites used are almost made of glass fibers and polyester matrix. However the increasing demand for faster and lighter ships gradually leads manufacturers to turn to high performance composites made of carbon fibers and epoxy matrix. Using this new generation of material requires knowing the influence of the in-plane damage which can be due to water or mechanical damage on its out-of-plane strength. This study has shown a significant reduction of the out-of-plane failure envelope of the studied material after an extended stay in seawater until the saturation point.The out-of-plane tensile strength of the composite is very little affected by transverse cracking in the material whatever the aging state. Work has also been carried out on composite bonded assemblies and pointed out, on the one hand, the drop of the assembly strength because of the water aging and, on the other hand, the necessity to take into account the coupling between in-plane and out-of-plane damage for the prediction of the out-of-plane strength of such assemblies. Finally, different methods of prediction have been used to validate the experimental results confirming the importance to take into account the in-plane damage to predict the out-of-plane strength of composites and composite bonded assemblies
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Peng, Lingling. "Modélisation numérique d'assemblages collés : application à la réparation de structures en composites." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00910094.
Full textAbstract:
Cette étude fait partie d'un programme de recherche concernant la réparation de structures composites par collage de patchs externes. Les objectifs principaux de ce programme sont d'une part l'identification de l'ensemble des facteurs susceptibles d'influencer les performances à long terme de ce type de réparation, et d'autre part de déterminer dans quelle mesure l'utilisation de tels assemblages peuvent s'avérer une solution optimale. La conception d'un tel système passe obligatoirement par le développement d'un outil de simulation et de prédiction robuste du fait des divers mécanismes d'endommagement pouvant intervenir de fa?on très complexe et de la rupture finale du système résultant d'une propagation des zones endommagées. Cette étude compose d'une et d'autre l'aspect de la modélisation numérique, et l'aspect expérimental. Le dialogue entre les résultats numériques et expérimentaux permet, d'une part de comprendre les mécanismes d'endommagement et l'évolution de ce dernier dans le système réparé, d'autre part de valider le modèle numérique. En particulier, nos efforts ont été concentrés, en utilisant le logiciel LS-dyna, sur l'application des modèles de zone cohésive (MZC). Le comportement au délaminage d'un composite carbone/époxyde et de l'adhésif sont étudié avec les essais en mode I, mode II et mode mixte. Une étude paramétrique de MZC est effectuée. Le modèle de zone cohésive validé est utilisé pour modéliser le comportement en traction des composites réparés par collage de patches externes
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Blanchard, Calixte. "Proposition d'une méthodologie pour la caractérisation dynamique d'assemblages collés." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1996. http://www.theses.fr/1996ECDL0004.
Full textAbstract:
Le travail avait pour objet la caracterisation du comportement en fatigue de joints structuraux realises a partir de substrats en aluminium et d'adhesifs de type polyepoxyde. Il s'agissait in fine de developper un moyen d'essai en fatigue qui, associe a une methodologie de depouillement, permette d'identifier et de prevoir les modes d'endommagement de joints soumis a une sollicitation de fatigue. Le montage experimental mis au point permet de solliciter des joints colles en cisaillement dynamique sous des debattements tangentiels de faibles amplitudes (de l'ordre de quelques microns a quelques dizaines de microns). Une des particularites du dispositif reside egalement dans la possibilite de realiser en continu l'acquisition des cycles effort tangentiel-debattement. La methodologie de depouillement repose sur le trace de buches de collage et l'etablissement de cartes permettant de synthetiser les informations relatives aux modes d'endommagement et a la duree de vie du joint en fonction de son epaisseur et du niveau de deformation applique. Les buches de collage sont des traces tridimensionnels donnant l'evolution de la forme des boucles effort-tangentiel/debattement en fonction du nombre de cycles. Il a ete montre que l'allure de ces buches est caracteristique du mode de rupture mis en jeu (rupture cohesive ou par perte d'adherence). Les donnees en termes de duree de vie ont ete reportees dans des cartes de regime de collage (c. R. C) dans lesquelles nous avons defini trois regimes principaux: un regime sans endommagement, un regime de fatigue a grand nombre de cycle et un regime de fatigue oligocyclique. Les cartes d'endommagement de collage (c. E. C. ) permettent par ailleurs de cartographier les differents modes d'endommagement du joint en fonction des conditions de sollicitation. L'utilisation couplee de traceurs d'endommagement (suivi de raideur et de capacite d'amortissement, visualisation in-situ) pour le suivi de l'essai de fatigue a conduit a l'identification de deux stades successifs dans la duree de vie du joint: un premier stade associe a des modifications microstructurales de l'adhesif et un second stade associe a la propagation d'un endommagement macroscopique soit a l'interphase (rupture par perte d'adherence), soit dans l'epaisseur de l'adhesif (rupture cohesive). L'utilisation de cette methodologie a permis d'interpreter les evolutions du comportement en fatigue du joint lorsque varient l'etat de surface du substrat, la nature de l'adhesif, le cycle thermique de mise en uvre ou la frequence d'essai
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Kamdoum, Choumin Hervé. "Dimensionement à la fatigue polycyclique par une approche locale des assemblages soudés." Marne-la-vallée, ENPC, 1999. http://www.theses.fr/1999ENPC9942.
Full text
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Tra, Bi Yrie Denis. "Renforcement d'un assemblage tubulaire off-shore fissure par cimentation interne armée." Lyon, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAL0045.
Full textAbstract:
Les structures métalliques de plate-formes pétrolières off-shore sont soumises a des sollicitations cycliques, imposées surtout par leur environnement marin. Sous l'effet de ces chargements répètes, des fissures de fatigue s'initient au pied des cordons de soudure reliant les entretoises aux membrures. Les solutions de réparation les plus fréquemment utilisées dans de tels cas, sont le soudage (hyperbare en général) et les réparations par coquilles ou par colliers boulonnes et/ou cimentes. Le procède de réparation propose dans cette étude consiste a remplir l'espace intérieur des tubes de l'assemblage d'un mortier thixotrope arme. Le renforcement du mortier est constitue d'armatures longitudinales disposées suivant l'axe de la membrure et d'un boulon d'ancrage a coquilles expansives. Le boulon est noyé sur une certaine longueur dans le remplissage de l'entretoise et précontraint à l'aide d'un écrou prenant appui sur la paroi extérieure de la membrure. Les essais de traction effectues en statique et en fatigue, sur un assemblage en t montrent que ce système de réparation réduit considérablement les ovalisations et les flèches des tubes, les taux de contrainte dans les parois métalliques et donc les concentrations de contraintes le long du cordon de soudure. Il permet ainsi de rigidifier les tubes, d'accroître la résistance du nœud sous chargements statiques et a la fatigue. La méthode pourra s'étendre à d'autres configurations de nœud et à la fatigue. La méthode pourra s'étendre a d'autres configurations de nœud (y, k, n, etc. . . ), et pourra même servir au renforcement d'assemblages non endommagesOffshore steel platforms are usually subjected to cyclic loads due to the sea surrounding (wind, flowing, surge). Under these repetitive loads, fatigue cracks appear where stresses are concentrated, especially at the weld toe. Commonly repairs take the form of either welding or clamped solutions. In this study, in order to repair the damaged structures, the tubular members (chords and braces) should be fully filled with a thixotropic reinforced grout. The strengthening system of the grout includes reinforcement bars and an expansion shell anchor bolt. The first fatigue and static tests carried out on a T joint under tension loads, shows that this repairing process reduces tube ovalization, tube deflection, stresses and stress concentration. So it can rigidify and increase the strength of the tubular joint under fatigue and static load. This strengthening system can be used for other node configurations (Y, K, N. . . ) and can be used to reinforce non- damaged offshore structures
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Martinez-Martinez, Manuel. "Etude du comportement des assemblages filetés : calcul de l'arrachement des filetages." Toulouse, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISAT0016.
Full textAbstract:
Cette thèse traite de l'étude du comportement des assemblages filetés et de la mise au point d'une expression analytique permettant le dimensionnement précis et rapide de tels assemblages. Nous nous intéressons plus particulièrement aux cas où la vis est directement en prise dans un taraudage. Nous étudions tout d'abord le comportement à l'arrachement des filets soumis à un chargement statique en utilisant une modélisation par éléments finis non linéaires et un critère à rupture par endommagement. Cette modélisation nous permet d'évaluer l'importance des différents paramètres susceptibles d'influencer le comportement de la liaison. Nous étudions notamment l'influence des caractéristiques des matériaux constituant la liaison, puis celle des caractéristiques géométriques de la vis et de la pièce taraudée. En suite, nous établissons un plan d'expériences afin de déterminer les paramètres les plus significatifs et de proposer des expressions simples permettant de calculer la résistance des filetage de la vis et de la pièce taraudée quels que soient les matériaux métalliques de l'une et de l'autre pièce. Nous avons procédé à des essais d'arrachement afin de valider notre modèle. Les résultats estimés sont très proches de ceux obtenus par les essais. Enfin, nous nous sommes intéressés aux assemblages filetés soumis à des sollicitations de fatigue. Nous proposons deux méthodes permettant d'optimiser dans de tels cas la longueur du filetage en prise. La première méthode utilise une modélisation par éléments finis couplée avec un critère à rupture par endommagement en fatigue. La deuxième, moins coûteuse à mettre en œuvre, utilise des facteurs de concentration de contrainte spécifiques à l'arrachement des filetages que nous calculons par éléments finis. Ces deux méthodes ont été vérifiées dans quelques cas particuliers et devraient déboucher dans un proche avenir sur des lois simples d'optimisation des dimensions des filetages soumis à des sollicitations de fatigueThis thesis deals with the behaviour of threaded assemblies and the implementation of an accurate analytic equation to dimensioning those assemblies. We are interested particularly in bolted and tapped parts assemblies. We analyse the thread stripping behaviour of a static loaded assembly by modelling non linear finite elements and a failure criterion by damage. This model enables us to study the different parameters likely to influence the behaviour of this bolted connection. We have concentrated on the influence of pairs of materials constituting the connection and the geometrical characteristics of the bolt and the tapped part. An experiments design method has been established to discover the most significant parameters and to propose a simple expression for the calculation of thread resistance regardless of the metal materials of the bolt and the tapped part. We have carried out stripping tests in order to validate our model. The estimated results are very close to those obtained by the tests. Finally, we studied the threaded assembly under dynamic loading. We propose two methods to optimise the engagement length. The first one, uses the finite elements method coupled to a rupture criterion by fatigue damage. The second one, uses stress concentrations factors specific to thread stripping obtained by finite elements. These methods were verified to some particulars cases and they could arrive to be the simples laws of threads dimension optimisation under fatigue load
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Fesneau-Falbriard, Patricia. "Amorçage et propagation de fissures en fluage dans un joint soudé d'acier inoxydable austénitique." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPI265.
Full textAbstract:
Des éléments de structures travaillant à haute température, comme le réacteur à neutrons rapides Super-Phénix sont soumis à des sollicitations de fatigue lors des transitoires de fonctionnement et de fluage en régime stabilisé. Ces structures peuvent contenir des défauts, en particulier dans les joints soudés, à partir desquels des fissures sont susceptibles d’amorcer. Cette étude se propose de déterminer les conditions d’amorçage et de propagation d’une fissure de fluage dans un joint soudé d’acier inoxydable austénitique représentatif de la cuve interne du réacteur, à partir d’un défaut initial artificiel créé dans une éprouvette de mécanique de la rupture. Plusieurs positions de défaut par rapport au joint soudé sont étudiées et les résultats sont comparés à ceux du métal de base. Les éprouvettes rompues sont examinées par fractographie et micrographie pour observer les mécanismes d’endommagement et de fissuration dans les joints soudé. Les essais d’amorçage et de propagation de fissures de fluage sont réalisés à charge constante, aux températures de 600°C et 650°C. Une relation entre le temps à l’amorçage ti et le paramètre C*ex , évalué à partir des données expérimentales, est obtenue : ti. C*ex 0. 78= constante ; elle est valable dans le domaine de température étudié, quelle que soit la position du défaut initial. Cette relation permet la prévision du temps à l’amorçage en calculant C* analytiquement à partir des lois de comportement du métal de base. Aucune relation n’a pu être établie entre la vitesse de propagation et un paramètre mécanique. Les résultats obtenus sur le joint soudé ne dépendent pas de la position et de l’orientation du défaut initial par rapport au cordon de soudure et se situent dans la bande de dispersion du métal de base ; en effet les éprouvettes sont composées du joint soudé et des tôles adjacentes et le comportement mécanique global est peu affecté par la présence du métal déposé. La rupture présente un caractère intergranulaire dans le métal de base et dans la zone affectée thermiquement et inter dendritique dans le métal déposé. Les observations micrographiques du cheminement de la fissure dans le joint soudé, montrent une localisation préférentielle de l’endommagement et de la rupture par fluage dans le métal déposé proche de la ligne de fusion : la rupture se produit aux interfaces des phases ferrite et austénite. Une meilleure connaissance des lois de comportement des matériaux étudiés (métal de base et métal déposé) devrait améliorer la prévision du temps à l’amorçage par une approche globale simplifiée.
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Gohorianu, Gina. "Interactions entre les défauts d'usinage et la tenue en matage d'assemblages boulonnés en carbone/epoxy." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/248/.
Full textAbstract:
L'objectif de cette étude est d'établir l'influence des défauts de perçage sur la tenue en matage d'assemblages boulonnés en carbone/époxy. La première partie de l'étude montre l'influence des conditions de perçage sur la taille et la forme des défauts créés au sein de stratifiés carbone/époxy quasi-isotropes. Pour toutes les conditions de perçage testées, l'augmentation de la vitesse d'avance génère l'accroissement des défauts (délaminages, arrachement de fibres et de matrice, défauts de circularité. . . ). Dans la deuxième partie, des essais de traction quasi-statiques ont été réalisés sur des assemblages boulonnés hybrides (métal/composite/métal). Les différentes configurations testées ont montré que les défauts de perçage peuvent diminuer de manière significative la résistance en matage des stratifiés sollicités au sein d'assemblages avec et sans serrage. Les résultats expérimentaux ont également mis en évidence le fait que l'effort de serrage permet d'améliorer considérablement la résistance en matage des composites stratifiés. Les observations microscopiques ont permis de décrire le mécanisme d'endommagement par matage comme un phénomène gouverné par des micro-flambements de fibres, des fissurations matricielles et des délaminages. Un critère de rupture en matage basé sur la rupture en compression sens fibres a été proposé. La dernière partie de l'étude concerne la modélisation 3D par éléments finis des assemblages boulonnés avec et sans serrageThe aim of this study is to show the relationship between drilling defects and bearing behaviour of carbon/epoxy bolted joints. The first part of the study shows the effects of drilling conditions on the size and the shape of defects generated in carbon/epoxy quasi-isotropic laminates. For all the drilling conditions tested, higher feed speed increases the size of defects (delaminations, chip-out of fibres and matrix, circularity defects. . . ). In the second part, quasi-static tensile tests were performed on hybrid bolted joints (metal/composite/metal). Various test configurations showed that drilling defects can significantly reduce the bearing strengths of bolt-loaded and pin-loaded laminates. Experimental results also showed that the bolt clamping force considerably increases the bearing strength of composite laminates. From microscopic observations it was found that bearing damage mechanism is governed by fiber micro-buckling, matrix cracking and delaminations. A bearing failure criterion based on fibres compressive failure has been proposed. The last part of the study presents the 3D finite elements modelling of composite bolt-loaded and pin-loaded joints
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Leprêtre, Emilie. "Efficacité du renforcement par composites collés vis-à-vis de la propagation de fissures de fatigue pour une application aux structures rivetées." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2017. http://www.theses.fr/2017ECDN0003/document.
Full textAbstract:
La fatigue représente la deuxième cause d’endommagement des structures métalliques anciennes après la corrosion. Celle-ci se manifeste par l’apparition de fissures, dans les zones fortement sollicitées présentant des concentrations de contraintes importantes, et peut mener à terme à la ruine de l’ouvrage. Dans le cas des structures métalliques anciennes, les fissures de fatigue s’amorcent généralement au droit des trous de rivets rendant difficile leur détection par les techniques de contrôle non destructif conventionnelles. De même, les matériaux métalliques anciens de la construction, et notamment le fer puddlé, limitent l’utilisation de certaines techniques. Dans le cadre de ce travail de thèse, l’objectif principal est d’étudier l’efficacité d’un renforcement par composites collés dans le cas de fissures de fatigue émanant de trous de rivets. Pour cela, des éprouvettes de petites dimensions, présentant un perçage central et une unique fissure de fatigue en bord de perçage, ont été considérées. De même, deux matériaux métalliques, acier doux et fer puddlé, ainsi que deux procédés de renforcement PRFC (polymères renforcés de fibres de carbone), à Module Normal et à Ultra Haut Module, sont étudiés. Pour chaque procédé de renforcement, différentes configurations de renforcement ont été testées et notamment la mise en précontrainte du plat composite MN avant collage. Cela a permis de mettre en évidence l’efficacité de la technique de collage de plats PRFC pour un renforcement à la fatigue de matériaux métalliques anciens. Par ailleurs, les expressions analytiques simples proposées pour le facteur d’intensité de contraintes pourront par la suite être utilisés pour une application aux structures rivetées en tenant compte de la présence du rivet ainsi que celle des plaques assembléesAfter corrosion, fatigue phenomenon is the main cause of damage in old metallic structures. Fatigue cracks appear in stress concentration area subject to high stresses, and can lead to the ruin of the bridge. In old metallic structures, fatigue cracks mainly occur at the edge of the rivet hole and are thus difficult to detect with the common non-destructive inspection technique (NDI). Moreover, due to the poor quality of the old metallic materials, particularly puddled iron, some of the NDI techniques cannot be used. The main objective of the present work is to study the effectiveness of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) laminates in reinforcing fatigue crack emanating from the rivet hole. Thus, investigations on small-scale specimens were done. These specimens consist of metallic plates with center hole from which one single crack emanates. Two metallic materials, puddled iron and mild steel, and two reinforcement processes were used. These reinforcement processes consist of Normal Modulus (NM) and Ultra High Modulus (HHM) CFRP laminates. Furthermore, symmetrical and un-symmetrical reinforcement configurations are considered as well as pre-stressing NM laminates before application. The experimental results showed firstly the efficiency of the different studied reinforcement configurations in slowing down crack propagation. In conclusion of this work, the achieved results, particularly those in terms of Stress Intensity Factor, could be used for reinforcement of riveted structures by CFRP bonding, taking into account the presence of rivets as well as the presence of the others elements of the assembly
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Dompierre, Benoît. "Fiabilité mécanique des assemblages électroniques utilisant des alliages du type SnAgCu." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00604954.
Full textAbstract:
Depuis la restriction de l'utilisation du plomb dans l'électronique, les alliages de brasure de type SnPb ont été remplacés majoritairement par des alliages de type SnAgCu (SAC). Des travaux précédents ont révélé un phénomène de vieillissement de ces alliages, caractérisé par une forte variation des propriétés mécaniques et se stabilisant après plusieurs années à température ambiante. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence du vieillissement thermique sur l'endommagement des assemblages électroniques utilisant l'alliage SAC305 sous chargements mécaniques.L'étude s'est d'abord concentrée sur le comportement mécanique du SAC305, puis sur l'endommagement des joints brasés.L'impact du vieillissement sur le comportement mécanique a été évalué à l'échelle massive ainsi qu'à l'échelle d'un joint brasé. L'évolution de la dureté et du comportement mécanique cyclique à température ambiante a été reliée à un phénomène de grossissement de grain. Des essais de compression sur billes en SAC305, représentatives de la structure réelle, ont montré les mêmes évolutions. Deux modèles de comportement viscoplastique ont été développés à l'échelle d'un joint brasé pour l'alliage dans l'état initial et dans l'état vieilli. Des simulations numériques réalisées à l'aide de ces modèles, ont permis de valider cette approche.L'influence du vieillissement sur l'endommagement des joints brasés en SAC305 a été évaluée à l'aide d'essais de torsion cycliques sur cartes assemblées. Les résultats montrent que le vieillissement induit une diminution du nombre de cycles à la défaillance en fatigue oligocyclique, élément très important pour la gestion du risque dans les équipements électroniques
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Hamel, Vincent. "Contribution à l'étude de l'assemblage par clinchage : aspects numériques et expérimentaux." Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1156.
Full textAbstract:
Ce travail concerne l'étude expérimentale et numérique du procédé d'assemblage par clinchage, qui agit par déformation à froid de tôles entre un poinçon et une matrice. Un logiciel de simulation métier est développé. La résolution de la formulation Lagrangienne actualisée est basée sur le schéma statique explicite. L'intégration de la loi de comportement élasto plastique de Prandtl Reuss et de la loi d'endommagement basée sur le potentiel de Gurson, est réalisée à l'aide du schéma explicite de Runge Kutta. Le contact et le frottement décrit par la loi de Coulomb sont pris en compte par la méthode de pénalité. La précision des résultats est améliorée par l'utilisation de techniques de remaillage automatique. Le transfert de champs est réalisé par approximation diffuse. L'évaluation par notre approche, de la géométrie finale du point clinché et de l'effort de mise en forme, est validée par comparaison avec des mesures expérimentales et des résultats numériques calculés avec la méthode statique implicite. Les influences du comportement mécanique des matériaux, du frottement ainsi que de la géométrie des outils sont évaluées numériquement et expérimentalement. Le mode de rupture pouvant se produire lors de la mise en forme est observé expérimentalement pour différentes géométries et matériaux. Le modèle permet de reproduire l'apparition de la striction menant à la rupture par instabilité plastique. Un critère numérique de rupture est alors proposé. La méthode de résolution employée est rapide et ne rencontre pas de problèmes de convergence. Elle permet d'évaluer l'ensemble des outils utilisables pour former correctement des points clinchés variés, mis en œuvre avec des matrices de forme TOX ou des matrices à parois mobiles.
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Duan, Ruichun. "Étude de l'endommagement en fretting-fatigue : application aux structures boulonnées." Lille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LIL10065.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude de l'endommagement en fretting fatigue d'un alliage d'aluminium 5086H24 dans un assemblage boulonné. Des essais de fatigue et des essais de fretting - fatigue sont réalisés sur des éprouvettes avec un trou central suivi ou non d'une expansion et sur des assemblages boulonnés en « Alu - Acier ». Une analyse micrographique sur les surfaces de contact et sur les facies de rupture a été réalisée afin d'identifier l'endommagement de contact et les sites d'amorçage. Un calcul aux éléments finis, prenant en compte le contact, a été développé en vue de déterminer les champs de contraintes, de déformations et de déplacements. En l'absence du contact, l'amorçage et la propagation d'une fissure de fatigue sont bien connus, par contre lors du fretting fatigue, nous sommes en présence d'une compétition du fretting et de la fatigue et/ou de la combinaison des deux. Pour notre configuration, avec les investigations expérimentale, micrographique, et de calcul, nous avons identifié les différents sites d'amorçage et leur localisation qui sont directement liés à l'effort normal (pression de contact). Ces sites d'amorçage passent du bord du trou à la frontière de contact avec une orientation qui dépend fortement de l'effort normal. Dans cette étude, nous avons montré que l'expansion du trou n'a pas une influence significative sur la durée de vie et que l'amélioration de celle-ci dépend de la pression de contact. Une Carte de Réponse du Matériau CRM (par analogie au phénomène d'usure et/ou fretting) a été établit pour représenter les conditions de l'amorçage de fissures.
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Dang-Hoang, Thong. "Rupture et endommagement d’un assemblage boulonné : approche expérimentale et simulation numérique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10066/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l’étude de la rupture et de l’endommagement d’un assemblage boulonné constitué de tôles minces en alliage d’aluminium 6082 T6, d’épaisseur e=2 mm, en simple recouvrement. Plusieurs configurations d’assemblages (nombre et disposition des fixations) sont étudiées dans le cas de sollicitations monotones, en analysant les effets de bord. L’influence du couple de serrage et du jeu fonctionnel sera pris en compte pour l’étude du comportement global de la liaison. Une approche expérimentale a été mise en oeuvre pour analyser la chronologie des mécanismes d’endommagement en utilisant simultanément la technique d’émission acoustique (EA) et la mesure des champs par corrélation d’images digitales (CID). La technique EA a permis de suivre les évolutions des activités acoustiques avec une technique de localisation planaire en permettant de mieux cerner l’amorçage et la propagation des fissures. La technique CID confirme les scénarios d’endommagement en évaluant le champ des déformations en tout point au voisinage de la fixation. La simulation numérique par éléments finis a été utilisée afin de prédire le comportement global de ces assemblages. Les calculs sont réalisés en 3D en utilisant des éléments solides et des éléments coques et sont entrepris aussi bien en élastoplasticité sans endommagement qu’avec endommagement. La prédiction de l’endommagement a été correctement réalisée en utilisant deux modélisations : une modélisation découplée selon le modèle de Latham et Cockroft et une modélisation couplée basée sur le modèle de Gurson modifiéThis study focuses on the study of fracture and damage of a bolted assembly made up of thin sheets of aluminum alloy 6082 T6, thickness e= 2 millimeters, in single recovery. Several configurations of assemblies (number and arrangement of fasteners) are studied in monotonous solicitations, analyzing the effects of board. The influence of torque and clearance will be considered for the study of the behavior of the link. An experimental approach was implemented to analyze the sequence of damage mechanisms simultaneously using the technique of acoustic emission (AE) and measurement of fields by digital image correlation (DIC). EA Technology has tracked the evolution of acoustic activities by planar localization to better identify the initiation and propagation of cracks. The DIC technique confirms the damage scenarios evaluating, the deformation field at any point near the fastener. The finite element technique was used to predict the overall behavior of these assemblies. The calculations are performed in a 3D computer code using solid elements, shell elements and and are undertaken both in élastoplasticité without and with damage. The prediction of damage has been done using two models : modeling decoupled depending on the model of Latham and Cockroft and coupled modeling based on the model of Gurson modified
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Amro, Elias. "Simulation numérique du procédé de rivetage auto-poinçonneur et étude expérimentale : application à un assemblage multi-matériaux polymère-acier issu de l’industrie automobile." Thesis, Rennes, INSA, 2019. http://www.theses.fr/2019ISAR0006/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent sur la question de l'assemblage multi-matériaux polymère-acier. Dans un environnement automobile grande série, le rivetage auto-poinçonneur est le procédé d'assemblage proposé qui permet de répondre à la problématique industrielle. Dans un premier temps, la faisabilité de la technique i été étudiée en recherchant l'influence de la vitesse de rivetage et de l'effort serre-flan sur les caractéristiques géométriques du joint riveté et sur la tenue mécanique. Ainsi, il se révèle que l'augmentation de la vitesse de rivetage a un effet favorable: l'effort à la rupture en traction pure augmente de +10% en accord avec l'augmentation de l'ancrage mécanique. Par contre, l'augmentation de l'effort serre-flan a un effet défavorable : l'effort à la rupture en traction pure et en traction-cisaillement diminue de -6.6%. Par la suite, un modèle numérique 2D axisymétrique a été mis au point dans le but de simuler l'opération de rivetage. Les propriétés mécaniques effectives du matériau composite sont estimées par une méthode d'homogénéisation tandis que le comportement mécanique du matériau acier par un modèle élasto-plastique endommageable. Comparée à la coupe transversale issue d'un essai expérimental, la simulation effectuée sous Abaqus 6.10- 1® démontre être capable de correctement prédire la déformée en particulier pour la valeur d'ancrage mécanique. Enfin, un modèle numérique 30 a été développé et permet de simuler des chargements destructifs et asymétriques. L'effort à rupture et les déformées macroscopiques estimées sont en bon accord avec les résultats expérimentaux, grâce notamment à la prise en compte de l'endommagement local de la couche compositeThis thesis work is dealing with the issue of multi-material polymer-steel joining. Within a large-scale automotive environment, self-piercing riveting is the proposed joining technique to tackle the industrial challenge. Firstly, the feasibility of the technique is studied by investigating the influence of the riveting velocity and the sheet holder load on the geometrical characteristics of the riveted joint and the mechanical strength. Thus, it turns out that the increase in riveting velocity has a favorable effect: the joint strength in pure tension mode increases by +10% in agreement with the increase in mechanical anchoring. However, the increase of the sheet holder load has an unfavorable effect: the joint strength in cross tension and in shear modes decreases by -6.6%. Subsequently, an axisymmetrical 20 numerical model has been created enabling the simulation of the riveting operation. The effective mechanical properties of the composite material are estimated by a homogenization method while the mechanical behavior of the steel material is managed through an elastic-plastic model with damage. Compared with a cross section resulting from an experimental test, the simulation carried out under Abaqus 6.10-1® demonstrates being able to correctly predict the deformations, the anchoring value more particularly. Finally, a 30 numerical model has been developed and allows the simulation of destructive and asymmetrical loadings. The joint strength and the macroscopic deformations estimated are in good agreement with the experimental results, especially when taking into account the local damage of the composite laver
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Le, Thi My Linh. "Simulation de l'effet du confinement sur l'endommagement d'un assemblage en alliage d'aluminium." Thesis, Dijon, 2013. http://www.theses.fr/2013DIJOS048.
Full textAbstract:
Pour les structures aéronautiques, les zones sensibles à la corrosion sont principalement celles où le plan de protection de la structure peut être mis en défaut, comme à l’intérieur des joints de recouvrement (dénommé «lap joint» en anglais). Les assemblages de tôles métalliques réalisés par recouvrement en utilisant, par exemple le rivetage, peuvent présenter des défauts de contact et donc il peut exister un interstice entre les deux parties de l’assemblage. En général cet interstice est isolé de l’environnement extérieur par un mastic. Mais il y a un risque de piégeage d’humidité plus ou moins concentrée en ions agressifs qui peut provoquer des endommagements ou aggraver ceux initiés sur des défauts des revêtements. Le premier objectif de cette thèse est de développer une méthodologie permettant de reproduire, de manière contrôlée et de façon la plus représentative de cas réels, la corrosion d’un alliage d’aluminium 2024-T3 constituant un joint de recouvrement afin d’effectuer des observations complétées par des mesures chimiques et électrochimiques. Le deuxième objectif est de tester l’application de modèles de transport réactif (en milieu confiné) pour voir s’il est possible de simuler les réponses (chimiques ou électrochimiques) mesurées expérimentalement et donc de prédire sur le long terme l’évolution d’un assemblageFor aircraft structures, corrosion sensitive areas are mainly those where the protection of the structure may suffer local breakdowns, as encountered inside lap joints. The assemblies of metal plates by overlapping (riveting) may present some defects in contact and consequently a gap can exist between the two parts of the assembly. Typically this gap is isolated from the outside environment by a sealant. But there is a risk of trapping of moisture more or less concentrated in aggressive ions which can induce corrosion or increase the damages initiated on coating defects. The first objective of this thesis is to develop a methodology to reproduce in a controlled manner and in the most representative way regarding actual cases, the corrosion of a lap joint made of aluminum alloy 2024- T3 plates, to perform not only observations but also chemical and electrochemical measurements. The second objective is to test the application of reactive transport models (in confined media) to check if it is possible to simulate the chemical or electrochemical changes recorded during experiments and thus to predict the long-term evolution of lap-joint in humid environment
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Verdret, Yassine. "Analyse du comportement parasismique des murs à ossature bois : approches expérimentales et méthodes basées sur la performance sismique." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0010/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire présente les travaux de thèse visant à étudier le comportement parasismique des éléments de murs à ossature en bois aux travers d’approches expérimentales et du développement d’une méthodologie d’application de méthodes basées sur la performance sismique. Les approches expérimentales sont constituées de trois campagnes d’essais : (1) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle d’assemblages agrafés et pointés, (2) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle de l’élément de mur à ossature en bois et (3) une série d’essais dynamiques sur table vibrante. La base de données constituée par les résultats d’essais permet alors l’examen des propriétés de résistance et de raideur des éléments de murs suivant les conditions de sollicitation (vitesse d’essai, chargement vertical). Le développement d’une modélisation à l’échelle macro du comportement cyclique et dynamique de tels éléments est également proposé à l’aide de modèles de loi de comportement hystérétiques. Une méthodologie d’application aux structures à ossature bois de méthodes basées sur la performance sismique (méthode N2 et MPA) ainsi qu’une analyse de vulnérabilité - construction de courbes de fragilité - à l’aide de la méthode N2 sont proposéesThis thesis presents a study of the seismic behavior of light timber frame walls with stapled and nailed sheathings through experimental approaches and the development of a methodology for the application of seismic performance-based methods. The experimental approaches consist of three test campaigns: (1) a series of static tests on stapled and nailed connections, (2) a series of static tests performed on light timber frame walls and (3) a series of dynamic tests performed on light timber frame walls on a vibrating table. The database consists of these test results then allows the examination of strength and stiffness properties of the wall elements according to the stress conditions (strain rate, vertical load). The development of a macro-scale modeling of the cyclic and dynamic behavior of such elements is also proposed using constitutive law models. A framework of the application to light timber frame structures of seismic performance-based methods based (N2 method and MPA method) and a vulnerability analysis - fragility curves - using the N2 method are proposed