Dissertations / Theses on the topic 'Caoutchouc – Contraintes (mécanique) – Déformations (mécanique)'
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Carcan, Alain. "Modélisation des grandes déformations axisymétriques de membranes minces hyperélastiques incompressibles." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPS134.
Full text
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Warneboldt, Iona. "Multiaxial fatigue design of elastomeric parts using Equivalent Fatigue Loads." Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2022. http://www.theses.fr/2022ENTA0002.
Full textAbstract:
Trois étapes sont mises en oeuvre ici : la méthode de localisation, la fonction de dommage matériau et le processus de détermination des chargements équivalents en fatigue (CEF). De nombreux essais de fatigue ont été réalisés (415 au total) pour étudier le comportement en fatigue sous chargement multiaxial relaxant et non relaxant sur des éprouvettes de caoutchouc naturel. La durée de vie et les caractéristiques des fissures sont analysées pour finalement introduire un critère de fatigue approprié basé sur le plan critique et permettant de rendre compte de l'effet de déformation moyenne. Ce critère est généralisé à travers une méthode originale de recherche du plan critique. Pour estimer la réponse mécanique locale (méthode de localisation), une méthode de couplage des axes adaptée à la nature non linéaire des structures élastomères est proposée. Elle est basée sur la décomposition multiplicative des tenseurs du gradient de la déformation. Ces deux étapes sont ensuite mises en oeuvre dans le cadre du processus de détermination du CEF. Pour cela, une méthode d'optimisation globale est ajoutée pour déterminer les chargements simplifiés, induisant partout localement le même endommagement en fatigue dans la structure étudiée que le RLD. Le temps de calcul de cette optimisation est réduit en ne considérant qu'un sous-ensemble de points matériels, les plus endommagés, pour la détermination du CEF. Enfin, la méthode a été testée sur une éprouvette afin de souligner ses capacités et de valider l'approcheThis thesis introduces an Equivalent Fatigue Load (EFL) approach for the multiaxial fatigue design of elastomeric parts. As direct Finite Element Analysis (FEA) calculations of automotive in-service loads (Road Load Data (RLD)) are too expensive, the objective is to derive simplified load blocks as a realistic input for numerical damage calculations. Three streps are applied for this method: the localization method, the material damage function and the EFL determination process. Various fatigue tests have been conducted (415 samples) to study the fatigue behavior of this complex type of relaxing and non-relaxing multiaxial loading on natural rubber specimens. Lifetime and crack features are analyzed to eventually introduce an appropriate critical planebased fatigue measure and to establish a novel mean strain effect model. This criterion is generalized throughout an original critical plane search method. To estimate the local mechanical response (localization method), this thesis identifies an axes-coupling method that is fitted for the nonlinear nature of elastomeric structures. It is based on the multiplicative decomposition of the deformation gradient tensors. These two steps are then implemented in the framework of the EFLdetermination process. For this, a global optimization method is added to determine the simplified load blocks, causing locally the same fatigue behavior in the given structure. The computational costs of this optimization are reduced by only considering a subset of the most damaged material points for EFLdetermination. Finally, the method has been challenged on a specimen to outline its capabilities and to validate the approach
3
Courtois, Philippe. "Application des éléments cinématiques au calcul du forgeage de pièces en déformations planes ou axisymétriques." Lille 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LIL10025.
Full textAbstract:
Méthode d'analyse des écoulements plastiques en forgeage plan et axisymétrique. Méthode de prévision de la contrainte normale à l'interface outil-matière. Application de ces méthodes à des problèmes de mise en forme de difficultés croissantes
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Buy, François. "Étude expérimentale et modélisation du comportement plastique du tantale : prise en compte de la vitesse de déformation et de l'histoire du chargement." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Buy.Francois.SMZ9632.pdf.
Full textAbstract:
La demande de plus en plus importante de calculs restituant la réponse de structures à des sollicitations dynamiques nécessite le développement de modèles de comportement très élaborés. En effet, la résolution de ce type de problèmes fait appel aux équations d'état d'une part, et, d'autre part, aux lois de comportement mécanique des matériaux en cause. La formulation de ces dernières doit répondre à deux impératifs: retranscrire un ensemble de faits experimentaux et prédire le comportement du matériau sous certaines conditions de chargement. A partir du comportement mécanique du tantale, nous avons tenté de comprendre et de retranscrire les phénomènes régissant le comportement des matériaux à structure C. C. Il a été mis en évidence que la déformation plastique ne peut pas rendre compte de l'état physique du matériau car la contrainte d'écoulement dépend du trajet de chargement. Le modèle formulé par J. R. Klepaczko qui se base sur l'évolution d'un unique paramètre d'état (la densité totale de dislocations) a déjà montré un très bon accord avec les résultats expérimentaux pour les métaux à structure C. F. C. Nous avons effectué sur un tantale polycristallin de haute pureté et à température ambiante des torsions quasi statiques, dynamiques ainsi que des essais de saut de vitesses en utilisant un dispositif de barres de Hopkinton de torsion. Bien qu'il soit possible d'adapter ce modèle à un paramètre aux données expérimentales avec une bonne adéquation, l'introduction d'un second paramètre d'état (la densité de dislocations mobiles) est apparue nécessaire pour une meilleure compréhension et restitution des phénomènes qui surviennent au cours de l'écoulement plastique. Nous présentons une procédure permettant de déterminer analytiquement les contributions de la microstructure et des conditions de chargement sur la contrainte d'écoulement. Nous comparons enfin les résultats en compression et en torsion. Le comportement du tantale se révèle très sensible au type de sollicitation ce qui limite aujourd'hui le modèle proposéThe growing interest numerical results showing the response of structures to dynamic loading conditions implies the development of very sophisticated constitutive models. These models must take two points into account: transcribe a bunch of experimental facts and predict the behaviour of the material under specific loading conditions. Through the mechanical behaviour of tantalum, we tried to understand and describe the phenomena occuring in b. C. C. Metals. Plastic strain cannot be considered as a parameter describing the physical state of the material. Klepaczko's model based on the evolution of a single state parameter (the total dislocations density) fitted already fairly well with the experimental results for f. C. C. Metals. We performed quasistatic and dynamic torsion tests on high-purity polycrystalline tantalum at room temperature. Moreover, on the same type of samples, we performed jump tests in strain rate with Split Hopkinson Torsion Bars. Although Klepaczko's model can correctly fit our experimental results, the introduction of a second state parameter (the mobile dislocations density) seems necessary for a better understanding and restituion of the phenomena occuring during plastic flow. We present a proceeding to determine analytically the contributions to the flow stress of the microstructure and of the loading conditions (temperature and strain rate). Finally, we compare the results in compression and torsion. It appears that the kind of solicitation has a major role on the mechanical behaviour of tantalum which limits at present the proposed model
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Estivalèzes, Erik. "Étude et développement d'un élément de poutre composite pour un revêtement déséquilibré." Toulouse, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAT0002.
Full textAbstract:
Ce travail de these a ete consacre a l'etude de poutres composites constituees de materiaux orthotropes dont une direction principale d'orthotropie est quelconque vis-a-vis de l'axe longitudinal de la poutre. Dans un premier temps, une methode analytique approchee et developpee pour l'etude de poutres caissons-minces composites soumises a diverses sollicitations. Cette methode permet de definir rapidement et sans gros moyens de calculs, les contraintes et deformations dans la section droite. Une comparaison avec les resultats issus d'un logiciel de calculs par elements finis permet de valider le modele propose avec une bonne correlation. Une methode de type elements finis, basee sur les principes variationnels, est ensuite developpee et appliquee aux poutres composites dont la section droite presente un plan de symetrie. Finalement, cette etude est etendue aux poutres composites de section quelconque. A partir du principe des travaux virtuels associe a la technique des multiplicateurs de lagrange, le probleme est ramene a la minimisation d'une fonctionnelle. La resolution est effectuee, sur une discretisation de la section droite, par la methode des elements finis. La comparaison avec un logiciel de calculs par elements finis valide les hypotheses formulees ainsi que la methode utilisee
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Legrand, Laurène. "Etude linéaire et non linéaire de la déformation de fronts de fissures planes au cours de leur propagation et notamment de leur coalescence." Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066662.
Full textAbstract:
Des travaux théoriques récents ont été consacré à l'étude de la déformation du front d'une fissure 3D au cours de sa propagation coplanaire. Ils ont généralement montré une croissance dans le temps du « désordre géométrique » du front. Ces études ne considèrent que le cas d'une fissure unique. L'objectif est de les étendre à la coalescence de fissures coplanaires. Le présent travail comporte deux volets, faisant chacun un usage fondamental de la théorie des fonctions de poids de Bueckner-Rice. Celle-ci permet, dans certains cas, de déterminer la distribution des facteur d'intensité des contraintes le long du front de fissures planes sans avoir à résoudre le problème d'élasticité 3D impliqué. Elle peut être utilisée de manière analytique ou numérique, suivant la complexité du problème. Le premier volet de cette thèse consiste en une étude analytique du cas-modèle d'un système de deux tunnel-cracks parallèles. Il s'agit de quantifier l'influence du rapprochement progressif des fronts sur la rapidité du développement de leur désordre géométrique. Le résultat majeur de cette étude est que, contrairement au cas d'une fissure isolée, le désordre s'amplifie continuellement lors de la propagation. Le second volet est lui aussi consacré au problème de la coalescence mais, cette fois, par le biais numérique. Il s'agit d'étendre le programme de Lazarus (2003), écrit pour une fissure isolée en mode I, au cas de deux fissures circulaires coplanaires. Les simulations montrent que l'attraction mutuelle des deux fronts au cours du rapprochement (i) se fait sentir de façon significative uniquement lorsque les fronts sont très proches et (ii) a un faible impact sur le chargement
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Dursapt, Michel. "Contribution expérimentale de la métrologie des états de surface à l'étude du comportement des surfaces rugueuses soumises à l'action de contraintes mécaniques." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://www.theses.fr/1999ECDL0014.
Full textAbstract:
Les systèmes mécaniques ainsi que les différents procédés de mise en forme des matériaux font tous intervenir des contacts charges entre surfaces. Comment la microgéométrie de ces surfaces intervient-elle, conjointement avec les caractéristiques mécaniques des matériaux concernés, dans le comportement de ces surfaces ? C'est ce que nous avons souhaité étudier expérimentalement dans ce travail. Après quelques rappels sur la métrologie des états de surfaces à partir de l'examen de profils, nous avons abordé leur mesure tridimensionnelle et proposé des moyens permettant de l'optimiser. Nous avons ensuite considéré les théories élémentaires de la mécanique du contact et le principe d'établissement des différents indices de plasticité, puis nous avons mis en évidence les limites de ceux-ci. La suite de notre travail a consisté à concevoir et à construire une machine destinée à étudier expérimentalement l'indentation des surfaces : cette machine permet notamment de calculer les énergies plastiques et élastiques mises en oeuvre dans un problème de contact. Dans la dernière partie de cette étude nous avons voulu chercher à établir une méthode prévisionnelle d'analyse des contacts rugueux à partir, d'une part de l'examen globale de la rugosité, en considérant la courbe de répartition des points représentant ces surfaces, et d'autre part du comportement plastique de la matière, en utilisant les informations fournies par notre machine d'essai. Nous avons pu constater que, tout du moins dans certaines conditions bien définies, cette méthode donne des résultats tout à fait cohérents et qu'elle mérite, selon nous, d'être approfondie dans l'avenir.
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Saad, Patricia. "Modélisation et identification du comportement non linéaire des cales en caoutchouc." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2003. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/psaad.pdf.
Full textAbstract:
Les propriétés des élastomères (grandes déformations, amortissement) rendent leur utilisation très intéressante d'un point de vue industriel. Ces matériaux sont aujourd'hui de plus en plus utilisés notamment dans des secteurs de l'industrie tels que l'automobile ou l'aéronautique. Cette utilisation concerne généralement des pièces qui sont soumises à de fortes sollicitations mécaniques (statiques et dynamiques). Le comportement à modéliser est alors fortement non linéaire, les non linéarités étant aussi bien géométriques (dues aux grandes déformations imposées) que comportementales (les lois de comportement utilisées sont non linéaires). Pour représenter ces aspects, des lois de comportement complexes sont implantées dans des codes de calcul éléments finis. Mais leur utilisation aboutit à des modèles coûteux numériquement, et comportant un grand nombre de degrés de liberté. De plus cela ne permet pas d'écrire une relation analytique utilisable dans des logiciels multicorps pour simuler le comportement d'une pièce en élastomère. Ce travail de thèse propose un modèle simplifié à peu de degrés de liberté pour approximer la réponse des liaisons élastiques en élastomère utilisées dans l'industrie automobile. Pour ce faire on utilise une approximation de Ritz pour décrire les déplacements et la géométrie des pièces. Cela permet d'obtenir une approximation des courbes effort déplacement. Des lois de comportement hyperélastiques et viscoélastiques sont prises en compte dans le modèle. Une deuxième partie est consacrée à l'extension du modèle pour prendre en compte la dissipation non linéaire des élastomères. De nombreux essais sont réalisés à différents niveaux d'amplitude d'excitation, de fréquence, et de précharge. Pour approcher la dépendance en amplitude du module dynamique, on effectue un développement en séries de Volterra de la relation contraintes déformations. L'influence de la précharge est prise en compte par linéarisation d'un modèle hyperviscoélastiqueWe develop a numerical model to compute non linear rubber bush response. The objective is to take into account elasticity, damping, and non linear properties in a simple model dedicated to full vehicle modelling simulation. It is therefore important that the constitutive model a accurately capture theses aspects of the mechanical behaviour. To take into account these properties, Finite Element Codes use several complex constitutive laws. All these constituve equations can be integrated in finite element models and many algorithms are developed for this purpose. The main drawback of this procedure is its complexity. The number of dof is too high to be integrated in a vehicle study. Our work aims at giving a simplified approximation of the force as a function of the displacement and its derivatives, starting from a microscopic constitutive equation. Starting from a finite element model and a constutive law, we want to generate an equivalent rheological model, with a few dof. This model aims at predicting the frequency response of the bush, function of its geometry, of the load, of the parameters of the constitutive law. To do so, we approximate the displacement as a linear combination of admissible kinematic displacement fields, according to the Rayleigh-Ritz approximation. Hyperelastic models are used to fit on linear quasi static force deflection curves. Viscoelastic constitutive laws are also developped. In order to predict amplitude dependency observed when we measure steady state harmonic response, we use a Volterra development of the stress strain constitutive equation. To take into account preload effects, we linearize a viscohyperelastic model. The predictions of these models are compared to experimental data
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Perrin, Henri-François. "Étude des déformations de pièces composites induites par le procédé d'infusion de résine." Paris, ENSAM, 2011. http://www.theses.fr/2011ENAM0041.
Full textAbstract:
La maîtrise dimensionnelle des pièces composites représente un frein significatif à l'expansion large des matériaux composites. Ceci entraine une limitation de la complexité des pièces ainsi qu'une augmentation des assemblages de structure. Ces travaux s'intéressent en particulier aux déformations induites par le procédé d'infusion de résine. L'objectif étant d'améliorer la compréhension des interactions produit-procédé-ressources sur la géométrie finale de la pièce. Il a été mis en évidence, sur des pièces planes, un mécanisme de déformation spécifique au procédé d'infusion de résine résultant de l'interaction équipements d'infusion-pièce. Une analyse expérimentale a été mené afin d'identifier et de pondérer l'influence de paramètres procédé et ressources sur l'amplitude de gauchissement. A partir de ces résultats expérimentaux, un modèle de prédiction de l'amplitude de déformation a été mis en place et évaluer. Au vue du caractère spécifique du procédé d'infusion, des investigations ont été menés afin d'identifier la contribution de l'interaction équipements d'infusion-pièce sur des pièces en angle. Le renferment d'angle (ou " spring-in ") reste dominer par des contributions intrinsèques. Cependant, nos travaux ont mis en évidence une part non négligeable de l'angle mesuré résultant d'interactions avec les ressources. L'infusion de résine peut engendrer un transfert de contraintes significatif dans la pièce composite. Ces travaux permettent de les estimer en fonction de divers paramètres d'industrialisationThe dimensional instability of the composite parts limits the large diffusion of composites materials. It has to effect a shape complexity limitation and the increasing of the joined part number. This works is focused on the deformation induced by liquid resin infusion process. The main purpose is the characterization of the link between the product-processresources interactions and the final part shape. Experimental analyze on flat composite part has underlined a specific deformation mechanism, responsible of a majority of the transferred stress. The influence of industrialization parameters has been experimentally highlighted. Based on this experimental data, a prediction model has been established and his robustness has been evaluated. Than, the role of theses interactions in case of angled part has been investigated. Their contribution on the spring-in angle is minor compare to the intrinsic contribution such as the thermal and cure shrinkage anisotropies. Liquid resin infusion process can induce significant stress transfer into the part. This work represents a tool that enable a prediction of the deformation amplitude as function of number of industrialization parameters
10
Detraux, Jean-Michel. "Formulations et applications en grandes déformations des solides." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI199.
Full text
11
Baz, Omar. "Quelques problèmes de flambement viscoélastique." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20018.
Full textAbstract:
Moyennant les hypotheses sur l'histoire des contraintes et le type de chargement, on met en evidence le role de la charge critique associee a l'elasticite retardee; l'existence des branches bifurquees sans atteindre la charge critique instantanee et le comportement asymptotique d'une branche bifurquee. D'autre part, sous les hypotheses classiques sur la fonction de memoire on generalise les resultats de f. Mignot et j. -p. Puel
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Chehade, Rabih. "Contribution à l'étude du comportement des géomatériaux pulvérulents sous des solliciatations rotationnelles : Réalisation d'un appareillage de torsion." Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10013.
Full textAbstract:
Développement d'un appareil permettant d'effectuer des chemins de contrainte a axes principaux fixes ou rotatifs (conditions drainées ou non drainées): analyse de l'effet de la rotation sur la stabilité des sols (rupture, liquéfaction)
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Ringeval, Sylvain. "Microstructures et textures d'alliages d'aluminium déformés par forgeage croisé (compression multidirectionnelle)." Saint-Etienne, EMSE, 2006. http://www.theses.fr/2006EMSE0009.
Full textAbstract:
Un nouveau montage de compression multidirectionnelle, dont l'intérêt principal réside dans la bonne maîtrise de la température tout au long de l'essai, a été développé au cours de cette thèse. Des essais de forgeage croisé ont été réalisés sur deux alliages d'aluminium polycristallins (AA 3103 et AlMgScZr) et sur des monocristaux Al-0,3%Mn dans des gammes de températures et de vitesses de déformation assez larges, jusqu'à une déformation cumulée de l'ordre de 3. Ces essais ont été caractérisés en termes de rhéologie, de microstructures et de textures de déformation. Enfin, des simulations de texture (hypothèse de Taylor couplée à une interaction entre grains) ont permis de retrouver et d'expliquer une partie des résultats expérimentaux, notamment la saturation rapide de la contrainte pour les températures inférieures à 200°C et l'apparition de trois composantes de forgeage croisé (maille cubique tournée de 45° autour des 3 axes de compression)A new cross-forging device has been developed to enable high strain deformations up to 450°C. Its main advantage is the control of the deformation temperature by means of an original flip mechanism which avoids temperature variations between each compression. Cross-forging tests have been carried out on two polycrystalline aluminium alloys (AA 3103 and AlMgScZr) and on Al-0,3%Mn single crystals over large temperature and strain rate ranges, up to a cumulative strain of about 3. The results were characterised in terms of rheology, microstructures and textures, and a comparison with plane strain compression tests established. Original 3D texture simulations (Taylor model combined with a grain interaction scheme) enabled us to explain some experimental results, namely the rapid stress saturation observed for the polycrystalline alloys strained below 200°C, and the appearance during the test of three texture components (unit cell flip of 45° around each of the three axes)
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Gharzeddine, Fadi. "Formulation de la plasticité en grandes déformations et son implantation numérique." Compiègne, 1999. http://www.theses.fr/1999COMP1198.
Full textAbstract:
Nous présentons une théorie de la plasticité en grandes déformations sous une forme invariante ou même covariante, en utilisant les allongements élastiques principaux. En d'autres termes, nous montrons comment implanter une formulation dans les axes principaux en partant d'une variété où nous effectuons toutes les manipulations nécessaires en exploitant le formalisme de dérivée de Lie. Le résultat final est simplifié aux coordonnées cylindriques et cartésiennes. En remplaçant les déformations de Green-Lagrange par les déformations logarithmiques, nous obtenons une forme simplifiée de l'énergie de déformations. D'ailleurs, dans le calcul de l'écoulement plastique, nous retombons sur une analogie dans les équations entre petites et grandes déformations où les déformations logarithmiques joueront formellement le même rôle que les déformations élastiques infinitésimales. La seule différence par rapport au cas de petites déformations, mis à part le choix des variables d'état, est que le calcul de dérivée temporelle devient plus complexe puisque la configuration déformée sur laquelle sont définies les variables d'état change d'un instant à un autre. En outre, les phénomènes de blocage numérique sont courants en plasticité. Ils sont apparentés aux contraintes quasi-incompressibles imposées sur le champ de déformations plastiques par le critère de von Mises. Dans le but d'être capable d'obtenir une solution éléments finis aux problèmes élastoplastiques, nous avons besoin d'interpolations spéciales qui puissent pallier la contrainte d'incompressibilité. Certaines méthodes antérieurement proposées, telles que la méthode B - bar exigent une reformulation complète des équations fondamentales où il faut séparer effets volumétriques et déviatoriques. En total contraste avec cette méthode, notre approche basée sur les modes incompatibles n'exige aucune intervention sur les équations fondamentales. Un autre nouvel aspect présenté dans ce travail concerne les détails d'implantation numérique : l'idée d'exploiter une résolution séquentielle (Operator Split), qui est généralement utilisée pour simplifier le calcul de l'écoulement plastique, est aussi mise en oeuvre pour réduire la manipulation de stockage due aux modes incompatibles.
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Laghmach, Rabia. "Modélisation de la cristallisation des élastomères sous sollicitation mécanique par champ de phase." Thesis, Lyon, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAL0061/document.
Full textAbstract:
La cristallisation induite par déformation des élastomères est un processus cinétique qui conduit à la formation de nano-cristallites thermodynamiquement stables. La présence de ces nano-cristallites au sein de la phase amorphe modifie considérablement les propriétés mécaniques des élastomères cristallisables. Ces élastomères ont en effet la propriété intéressante d'être auto-renforçants. L’objectif de ce travail est de développer un modèle physique capable de décrire localement l’évolution de la microstructure sous l’effet d’un champ de contrainte élastique durant la cristallisation. Dans ce but, un modèle de champ de phase est élaboré et mis en œuvre dans le cadre de la mécanique des milieux continus en couplant thermodynamique et mécanique avec une dynamique de transition de phase d’Allen-Cahn. La description thermodynamique de la cristallisation induite par déformation à petite échelle est basée sur la fonctionnelle d’énergie libre du système amorphe-cristal. Les conséquences du choix de cette formulation sont discutées, on étudie en particulier les effets de contraintes élastiques sur l’équilibre des phases en volumes ainsi que sur la cinétique de croissance des domaines cristallins au sein de l’amorphe. L’introduction de l’élasticité du réseau des contraintes topologiques induite par les enchevêtrements et/ou les nœuds de réticulation dans le modèle de champ de phase a permis de mettre en évidence l’existence d’un état stable de cristallites formées (modèle énergétique) mais aussi des instabilités de croissance (modèle cinétique). Sur la base de ces deux modèles, cinétique et énergétique, nous avons étudié systématiquement l’influence des contraintes topologiques sur la cinétique de croissance et nous montrons que cette cinétique est en effet contrôlée par l’accumulation de contraintes élastiques à l’interface. La prise en compte de l’élasticité du réseau des contraintes topologiques dans l’approche thermodynamique de cristallisation prédit une augmentation de la tension de surface et par conséquent un arrêt du mécanisme de croissance en donnant lieu à la formation de cristallites stables. Enfin, nous avons adopté le modèle énergétique pour modéliser le couplage entre nucléation, croissance et déformation cyclique. Pour valider le modèle local proposé une comparaison entre les résultats des simulations par champ de phase et les données expérimentales issues de la caractérisation d’un caoutchouc naturel réticulé est effectuée et nous montrons qualitativement l’accord entre l’expérience et le modèleNatural rubber NR and more generally elastomer presents unique physical properties that are very important for many engineering applications. Strain induced crystallization of elastomer presents a major interest because it improves considerably the mechanical properties. In fact, the presence of crystallites within the amorphous phase in a polymer network induces a strengthening of this material, giving NR a self-reinforcement character. In this thesis, we develop a mesoscopic model to describe the crystallization of elastomers under strain. In this context, we present a kinetic model using a new physical approach: a phase field model. This model combines the crystallization thermodynamics with the local stress field. The thermodynamic description of the phase transition is based on a Gibbs free energy functional F which contains all energy contributions of the system: the bulk contributions (enthalpy and entropy) and surface tension. To understand the experimental observation of nanometer size crystalites, an explicit account of the topological constraints induced by both entanglements and/or crosslinks is necessary. We investigated two limiting mechanisms, a kinetic limitation of the growth, and an energetic limitation. Based on both the kinetic and the energetic approaches, we have systematically studied the influence of topological constraints on the growth process. We have shown that the growth process is affected by the accumulation of elastic stress at the interface. The kinetic model predicts the existence of instabilities during the growth. These instabilities induce a heterogeneous dynamical growth which leads to the formation of dendrite like structures. On the contrary, the energetic approach predicts an exponential increase of the surface tension during the growth that limits the size of the crystallites very efficiently. In the last part we investigated elastomer crystallization under cyclic deformation. To this end, we coupled the previous energetic model with the nucleation process. Finally the simulation data are compared with experimental measurements
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Boucherif, Abderraouf. "Elaboration de pseudosubstrats accordables en paramètre de maille à base de silicium mésoporeux pour l'hétéroépitaxie." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0082/these.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse évalue les potentialités du Silicium Poreux (SiP) nanostructuré comme substrat générateur de contraintes mécaniques pour modifier le paramètre de maille d’une fine couche de semiconducteur IV-IV (Si ou SiGe) qui lui est associée. Le but est soit d’ajuster les propriétés optoélectroniques de la couche en la contraignant, soit d’accorder son paramètre de maille à celui d’un autre matériau (Si1-xGex, Ge ou GaAs). Utilisée comme couche germe pour une reprise d’épitaxie, cette couche mince peut permettre l’obtention d’un matériau de bonne qualité cristalline. L’hétérostructure (couche mince) / (Si poreux) constitue ainsi un « pseudosubstrat accordable en paramètre de maille » fabriqué à partir d’un substrat peu onéreux, le Si Poreux. La mise au point d’une nouvelle technique dite de la “double plaque” a permis de franchir un verrou technologique majeur et d’obtenir des couches de semiconducteur IV-IV (Si ou SiGe), sans défauts structuraux, ultrafines et d’épaisseur rigoureusement constante (~50 nm), de grandes dimensions latérales (2"), et présentant une surface peu rugueuse et exempte de toute pollution. Cette couche ultrafine est facilement manipulable et sa dimension latérale n’est limitée que par les dimensions de la cellule d’anodisation utilisée. L’oxydation thermique à basse température du substrat de Si mésoporeux induit son expansion volumique et permet la déformation contrôlée des couches de Si et de SiGe. Le contrôle des paramètres du procédé permet d’atteindre des déformations importantes, excédant 1%, tout en évitant la formation des défauts structuraux. Cette technique a permis de rapprocher le paramètre de maille dans le plan du film de celui du Ge et du GaAs et donc de faire un pas en direction de leur intégration sur siliciumThis work assesses the potentiality of Porous Silicon (PS) as a mechanical straining substrate for modifying the lattice parameter of IV-IV semiconductor thin films (Si or SiGe). The aim is either to tune the optoelectronic properties of the thin film, or to adapt the film lattice parameter to that of other materials like SiGe, Ge, or GaAs. Such a film can be used as a seed layer for the heteroepitaxial growth of lattice mismatched materials such as SiGe, Ge or GaAs on silicon with a high crystalline quality. In short, the (thin film) / (porous silicon) heterostructure constitutes a « lattice tunable virtual substrate » obtained from a low cost substrate, viz, the porous silicon. The development of a “two wafers technique” has been a true breakthrough as it made it possible to obtain a IV-IV semiconductor film as thin as 50 nm, with large lateral dimension (2"), strictly constant thickness, exempt of structural defects and with a perfectly smooth and clean surface. Moreover, this ultra-thin film can be easily handled and its lateral dimension is only dependant on the diameter of the anodization cell. Low temperature thermal oxidation of the bulk porous Si substrate induces its volume expansion, which leads to a straining of the thin film on top. The control of oxidation parameters allows obtaining highly strained (above 1%) films without any structural defects. The technique makes the film lattice in-plane parameter closer to that of Ge or GaAs, which is a step forward toward their integration on silicon
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Andriamitantsoa, Lucien. "Approche ultrastructurale de la mécanosorption sur le Pin maritime." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10548.
Full textAbstract:
Essais de traction uniaxiale parallele aux fibres sur echantillons soumis a des cycles d'humidite. Modele uniaxial comportant un terme de couplage diffusion-contrainte, assimilant la cellulose a un micro-composite a elements de renfort discontinus
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Delost, Matthieu. "Analyse théorique et numérique pour des problèmes quasistatiques régularisés de contact avec frottement." Nice, 2004. http://www.theses.fr/2004NICE4112.
Full textAbstract:
Nous nous intéressons au problème de contact bilatéral entre un solide déformable élasto-viscoplastique et une fondation rigide, avec condition de frottement de type Tresca ou Coulomb. Les résultats d’existence (et d’unicité dans le cas Tresca) pour les problèmes variationnels associés sont classiques. Ils ne sont néanmoins plus valides dans le cadre de notre étude, pour laquelle nous régularisons un terme dans les inéquations. Nous présentons d’abord le cadre physique et les outils mathématiques liés aux problèmes étudiés. Nous mettons ensuite en place une méthode constructive pour l’analyse d’inégalités variationnelles comprenant un terme convexe régularisé. Nous obtenons ainsi des résultats d’existence et d’unicité de solutions, de convergence asymptotique et d’approximation dans le cadre de l’analyse numérique théorique. Nous appliquons ensuite ces résultats aux problèmes avec frottement de Tresca et de Coulonb en contact bilatéral. Enfin, nous présentons des résultats numériques grâce auxquels nous comparons deux discrétisations en temps et nous étudions l’influence de différents paramètres sur le calcule des solutionsOur interest lies in the bilateral contact between a deformable elasto-visco-plastic solid and a rigid foundation, with Tresca or Coulom friction law. Existence results (and uniqueness results for Tresca law) for associated variational problems are classical. Nevertheless, they are not valid anymore in the frame of aour study, for we have regularized a term in the inequations. We first present the physical background and the mathematical tools related to the problems. We then settle a constructive method for the analysis of variational inequalities involving a regularized convex term. Thus, we obtain existence and uniqueness results, asymptotic convergence results and approximation result concerning theoretical numerical analysis. Then we apply those results to bilateral contact problems involving Tresca or Coulomb friction law. Finally, we present numerical results, in which we compare two ways to compute time discretization and we study the influence of different parameters on the calculus of solutions
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Richeton, Julien. "Modeling and validation of the finite strain response of amorphous polymers for a wide range of temperature and strain rate." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. http://www.theses.fr/2005STR13159.
Full text
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Mrabet, Kaïs. "Comportement mécanique en grandes déformations du polyéthylène haute densité : approche thermodynamique de l'état relaxé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL036N.
Full textAbstract:
Les polymères semi-cristallins font l'objet de nombreuses recherches scientifiques visant à comprendre leurs mécanismes de déformation microscopiques. Néanmoins, les modèles présentés aujourd'hui dans la littérature n'abordent que rarement les essais mécaniques avec décharge et les essais cycliques en grandes déformations. Les raisons de ces insuffisances sont surtout liées à la difficulté d'établir une description physique mettant en jeu la multiplicité des processus de réorganisation interne. Aussi, un élément important du comportement mécanique du polymère semi-cristallin est souvent ignoré, il s'agit de la notion d'état relaxé. Dans le cadre du formalisme D. N. L. R. (Distribution of Non Linear Relaxation) nous nous intéressons de plus près à ces deux aspects du comportement mécanique: multiplicité des processus et état relaxé. Pour clarifier ses deux notions nous nous sommes donné pour objectif de caractériser l'état relaxé en grandes déformations et de le modéliser en exploitant la thermodynamique de processus irréversibles tout en prenant en compte l'aspect microscopique de la déformation. La distribution des poids des différents modes de dissipation est décrite suite à des observations issues d'un essai clip test. Le matériau utilisé est le polyéthylène à Haute Densité moléculaire PEHD. Les essais sont effectués selon la technique de VideoTraction. Le module de l'état relaxé mesuré lors du chargement en traction est nettement plus important que celui mesuré lors de la décharge, ce qui traduit un phénomène d'endommagement. Nous avons montré que l'irréversibilité de l'état relaxé impose qu'il soit modélisé par une fonctionnelle qui intègre les effets de mémoire et d'endommagement. Par ailleurs, l'essai dip test a révélé la présence d'un cross over mécanique. Une étude bibliographique nous a montré que ce phénomène est lié à la multiplicité des processus, et nous a incité à réexaminer la partition modale intervenant dans la loi de comportement DNLR. Nous avons montré que le modèle physique ainsi élaboré est capable de reproduire des chargements complexes, notamment les essais cycliques avec relaxation, et de prédire des comportements très dépendants de l'histoire du chargement et liés à la non réversibilité de l 'état relaxéThe semicrystalline polymers are the subject of many scientific researchs aiming to understanding their microscopic mechanisms of deformation. Nevertheless, the modelling which we currently find in the literature do not approach the mechanical tests with unloading or the cyclic tests at large strains. Among the reasons of these insufficiencies appears themultiplicity of the internal reorganization processes which is seldom described finely in the physical modelling. Moreover, a main aspect of the semicrystalline polymer behaviour is often ignored, it acts of the relaxed state. Within the framework of formalism Distribution of Non Linear Relaxation (D. N. L. R. ), we are interested more closely in these two aspects of the mechanical behaviour: multiplicity of the mechanisms, relaxed state. To clarify these two concepts, the objective was to characterize the relaxed state at large strains and to propose a physical modelling based on the thermodynamics of irreversible processes and on the microscopic aspects of the deformation. The distribution of the weights of the various modes has been described following observations given by a clip tests. The material used is the High Density Polyethylene HOPE. The tests were carried out with VideoTraction technology. The relaxed state modulus measured during tension loading is definitely more important than that of the unloading, which translates a damage phenomenon. The irreversibility of the relaxed state imposes that the modelling must use a functional formulation which integrates the memory effect and damage. In addition, the dip test has shawn the presence of mechanical cross over. A bibliographical study showed that this phenomenon is closely related to the processes multiplicity. Thus, we have shawn that the modal partition adopted in practice has to be re-examined. We have shawn that the modelling set up is able to reproduce complex loadings, in particular the cyclic tests with relaxation, and to predict behavior very depending on the. Loading history and the irreversible relaxed state
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Berrehili, Abdelmoutalib. "Comportement cyclique et tenue en fatigue sous chargement multiaxial d'un polyéthylène : expériences et critère d'endurance." Phd thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aéronautique, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00517401.
Full textAbstract:
Le comportement en fatigue multiaxiale des polymères semi-cristallins non-renforcés est un sujet relativement peu abordé, en particulier du point de vue de la fatigue à grand nombre de cycles et de la formulation de critères d'endurance. Cette étude sur le polyéthylène haute densité avait deux objectifs : (i) caractériser la tenue en fatigue multiaxiale et formuler un critère d'endurance et (ii) comprendre les facteurs d'influence du comportement cyclé pour tenter d'identifier le(s) grandeur(s) critique(s) ou cumul(s) de grandeur(s) qui amènent à la fin de vie de l'éprouvette. Des essais de fatigue multiaxiaux (traction, torsion, compression) ont été réalisés sur des éprouvettes tubulaires minces en PEHD, avec une fréquence constante, une forme d'onde triangulaire et différents rapports de charge R (0, -1 et -\infty). L'auto-échauffement de l'éprouvette a été réduit au minimum par la conception d'une enceinte thermique et les résultats ont été interprétés dans un cadre d'hypothèse isotherme pour la construction du critère. Un critère de fin de vie a été défini préalablement puisque la fin de vie de l'éprouvette intervient par une localisation macroscopique de la déformation. Il est basé sur la détection du début de l'adoucissement observé sur la cinétique de la déformation maximale. Ce critère est applicable à l'ensemble des conditions de sollicitation explorées, c'est-à-dire pour les trois trajets de chargement et les deux rapports de charge. Sur la base de ce critère de fin de vie, des courbes S-N ont pu être construites et un critère de fatigue a été proposé pour décrire le comportement en fatigue multiaxiale. Ce critère est construit en combinant les valeurs moyennes et maximales du deuxième invariant de la partie déviatorique du tenseur des contraintes. Il a été confronté à d'autres critères usuels, en contraintes principales notamment. Le critère proposé semble garder sa pertinence en l'appliquant sur un autre thermoplastique (Polypropylène), mais sa validité doit être confortée pour d'autres situations de chargement (essais combinés, rapports de charge plus élevés, autre gamme de fréquence, autres formes d'ondes...). Quelques aspects généraux ont été finalement discutés quant à la façon de caractériser la tenue en fatigue de ces matériaux : choix de la fréquence, analyse en vitesse de chargement, opportunité des méthodes accélérées d'auto-échauffement. Dans ce domaine de sollicitations, le second objectif était d'analyser les contributions viscoélastique, viscoplastique, d'endommagement sur l'évolution de la réponse cyclique conduisant à la fin de vie. Pour cela, les évolutions de température, de déformations, de forme des boucles d'hystérésis ont d'abord été examinées dans un cadre large (sollicitations multiaxiales, gamme de fréquences et de rapports de charge, conditions d'échanges thermiques). La dépendance en vitesse et les recouvrances menées après différents nombres de cycles indiquent qu'une part importante de la déformation générée au cours du cyclage est recouvrable, et font apparaître une contribution croissante mais mineure de la plasticité et/ou de l'endommagement au cours du cyclage. En conséquence, deux effets liés à la viscoélasticité ont été étudiés : le rôle du fluage sous l'effet de la contrainte moyenne et l'influence de l'histoire du chargement. Dans les conditions choisies, le cyclage a un effet accélérateur sur la déformation par rapport au fluage sous la même contrainte moyenne, mais l'histoire du chargement ne semble pas modifier notablement les mécanismes et en particulier la part de déformation plastique.
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Ahmed, Said Abdallah. "Contribution à l'étude des effets thermiques et des déformations dans les butées hydrodynamiques à géométrie fixe." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Ahmed-Said/2008-Ahmed-Said-These.pdf.
Full textAbstract:
L'influence des effets thermiques et des déformations sur les performances des butées hydrodynamiques à géométrie fixe est analysée. Les études menées sur les butées hydrodynamiques à géométrie fixe allient rarement les effets thermiques et les déformations. Après un rappel théorique de la lubrification thermohydrodynamique (THD), nous décrivons les méthodes de calculs des déformations mécaniques et thermiques. L'étude thermoélastohydrodynamique (TEHD), qui prend en compte les effets thermiques locaux et les déformations, est réalisée sur une butée hydrodynamique à géométrie fixe à huit patins. Les champs de pression hydrodynamique et de température sont obtenus par une méthode des différences finies et les champs des déplacements des surfaces des patins et du collet sont obtenus à l'aide de la méthode des éléments finis. Les déformations du collet sont également prises en compte pour résoudre le problème TEHD. L'influence des conditions de fonctionnement (charge appliquée et vitesse de rotation) sur les différentes caractéristiques de la butée est également analysée. Il ressort que pour déterminer précisément les caractéristiques de fonctionnement d'une butée hydrodynamique à patins fixes, il ne faut pas négliger les déformations mécaniques du collet et en particulier lorsque la charge appliquée est élevéeThe influence of thermal effects and solid deformations on the performance of hydrodynamic fixed geometry thrust bearings is analyzed. Previous studies on fixed geometry hydrodynamic thrust bearings combining thermal effects and deformations are scarce. After the presentation of the theory of thermohydrodynamic (THD) lubrication, we describe the methods of deformation calculations. The thermoelastohydrodynamic (TEHD) study, which takes into account the local thermal effects and the solid deformations, is carried out on an eight pad fixed geometry hydrodynamic thrust bearing. The hydrodynamic pressure and temperature fields are obtained by the mean of the finite difference method and the pad and collar displacement fields are computed using the finite element method. We also take into account the runner deformations in order to solve the TEHD problem. The influence of the operating conditions (applied load and rotation speed) on the various characteristics of the thrust bearing is also analyzed. We showed that mechanical deformations of the runner were found very significant for an accurate prediction of the performance of the thrust bearing
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Hossain, Tasnia. "GaN based structures on patterned silicon substrate : stress and strain analysis." Nice, 2012. http://www.theses.fr/2012NICE4096.
Full textAbstract:
This work deals with the stress and strain analysis of GaN grown on patterned Si substrate in order to avoid crack generation and to obtain the suitable size of the pattern for device (LED, LD, transistor etc. ) applications. Using patterned substrate we have grown thick crack free continuous GaN layers by MBE and by MOCVD. In this work, we have used different sizes of patterns, different trench widths, trench heights, different shapes and in-plane orientations of the patterns and two crystal orientations of Si substrate. We have found that beyond a critical film thickness, the number of cracked mesa increases with the increase in mesa size for a particular shape of mesa. In the case of square and lozenge shape mesas of 200 μm length, 96 and 88% mesas respectively are found crack free for 12 μm thick GaN film. To analyze the stress and strain, micro-Raman spectroscopy and micro-photoluminescence measurements are carried out on GaN mesa. A U-shape stress distribution is observed on different sizes of mesa where the maximum tensile stress is found at the center of the mesa while towards the free edges or corners of the mesa the stress gradually relaxes. It is also revealed that the in-plane stress increases with the increase in mesa size. In contrast, the in-plane stress decreases with the increase in trench height of Si substrate. However, the trench width shows no significant effect on the in-plane stress. An analytical model has been used to account for the stress distribution in the patterns. This study of thick GaN on patterned Si substrate seems to be promising for the fabrication of optoelectronic and electronic devices which were limited by the planar substrateLe présent travail concerne l’étude des contraintes et des déformations dans le matériau GaN épitaxié par EJM et par EPVOM sur substrat silicium texturé en vue d’éviter la fissuration du matériau et ainsi obtenir des motifs compatibles avec la réalisation de composants (DELs, Lasers, transistors etc. ). Nous avons étudié des motifs différents en tailles, séparations, hauteurs de tranchées, formes, orientations dans le plan ainsi que deux orientations cristallines du substrat silicium. Au-delà d’une épaisseur critique du film déposé, pour une forme de motif donnée, la fraction de motifs fissurés augmente avec la taille des motifs. 88% des motifs en losange et 96% des motifs carrés sont exempts de fissures pour des films GaN épais de 12 μm pour une largeur égale à 200 μm. Une distribution en U de la contrainte en tension est mise en évidence par spectroscopie micro-Raman et par micro-photoluminescence pour les différentes tailles de motifs étudiés, le maximum de contrainte se situant en leur centre et la contrainte se relaxant graduellement vers les bords libres. La contrainte augmente avec la taille des motifs, mais diminue avec la hauteur des tranchées réalisées dans le substrat. Un modèle analytique a été adapté pour rendre compte de la répartition des contraintes. La distance séparant les motifs influe peu. Quoi que la répartition des contraintes puisse être différente durant la croissance, nous avons montré la possibilité d’obtenir des films de GaN avec une bonne qualité cristalline sur ces motifs, ce qui montre que cette voie est prometteuse pour la fabrication de composants optoélectronique et électroniques jusqu’ici limités par la croissance sur substrat planaire
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Tié, Bi Grah Robert. "Etudes expérimentales des couplages thermomécaniques par méthodes optiques et par thermographie infrarouge, applications aux polymères." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2282.
Full textAbstract:
L'etude des couplages thermomecaniques au cours de sollicitations mecaniques necessite la determination simultanee de la deformation, de la contrainte et de la temperature. Pour les materiaux comme les polymeres, il est fortement recommande d'utiliser des methodes sans contact telles que les methodes optiques. La methode de correlation numerique des champs de granularite en lumiere blanche et le suivi des marqueurs ont ete retenues pour la mesure des deformations. La premiere, pour une etude sur tout un champ et la seconde pour une etude locale et pour la determination des variations de volume. La mesure de la temperature est realisee grace a une camera infrarouge. Pour reduire le bruit sur le champ thermique, nous avons propose une methode de filtrage passe bas spatio-temporel. Le dispositif ainsi constitue a ete employe pour l'etude de quatre polymeres : le pmma, le pvdf, le ps choc et le pa11. Pour chacun de ces materiaux, le seuil de reversibilite du comportement est marque par l'inversion du sens de variation de la temperature de l'echantillon. Avant ce seuil, les polymeres sujets a d'importants mouvements macromoleculaires (pmma et pvdf) a temperature ambiante (21\c) ont des comportements thermomecaniques fortement non-lineaires. Pour les deux autres, l'absence de ces mouvements moleculaires justifie leurs comportements lineaires dans leurs domaines reversibles. Dans le domaine post ecoulement plastique, l'elevation de temperature est reliee aux cisaillements des cristallites des zones cristallines et a la microcavitation des zones amorphes. Ce dernier phenomene s'accompagne de dilatation volumique importante. Moyennant certaines hypotheses, des bilans energetiques globaux pour le ps choc et le pa11 et partiel pour le pmma et le pvdf ont ete realises.
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Brusselle, Nadège. "Comportement viscoélastoplastique d'un polymère semi-cristallin avant la striction : caractérisation expérimentale et modélisation phénoménologique." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1317.
Full textAbstract:
Le comportement mécanique des polymères semi-cristallins dépend fortement de leur morphologie microstructurale. Modéliser le comportement de ces matériaux biphasés nécessite donc de comprendre la relation qui existe entre la microstructure et les mécanismes de déformation macroscopique. Le travail présenté se propose d'étudier le comportement mécanique uniaxial d'un polymère semi-cristallin, le polypropylène (pp), dans le domaine pré-striction en vue de modéliser son comportement. Des essais mécaniques ont été menés pour caractériser le comportement mécanique du pp. Ceux-ci ont permis de distinguer le comportement viscoélastique du comportement viscoplastique. Les outils développés depuis longtemps pour étudier les métaux ont été employés afin d'examiner l'effet des hétérogénéités sur les différentes caractéristiques du comportement viscoplastique du polymère. Des développements particuliers ont été nécessaires pour adapter ces méthodologies au polypropylène ; la partition de la contrainte macroscopique initialement introduite par Cottrell a permis de distinguer la contrainte effective associée à la phase amorphe, de la contrainte interne associée à des hétérogénéités de déformation. Cette caractérisation du comportement mécanique du pp se termine par une proposition de mécanismes de déformation se produisant lors de la sollicitation uniaxiale d'un polymère semi-cristallin. La modélisation du comportement viscoélastoplastique du pp est effectuée sur la base de la partition de la déformation totale en une déformation viscoélastique et une déformation viscoplastique. Le modèle rhéologique de Zener sert de point de départ pour la description du comportement viscoélastique. La modélisation viscoplastique repose quant à elle sur la caractérisation du comportement effectuée en première partie du travail. La réponse du modèle viscoélastoplastique est ensuite confrontée à des essais expérimentaux de charge-décharge-recouvrance et de charge-relaxation-décharge-recouvrance.
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Fournier, dit Chabert Florent. "Rechargement laser d'un superalliage à base de nickel : étude expérimentale et modélisation de l'endommagement." Nantes, 2007. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=330065e9-7ae3-4911-82fe-f88903d7fb03.
Full textAbstract:
Le rechargement laser est un procédé de type soudage utilisé notamment pour la reconstruction de la géométrie de pièces métalliques aéronautiques en superalliage à base de nickel. Une fissuration de type interdendritique fragile est systématiquement observée au niveau de la zone réparée. Après une étude métallurgique de l’endommagement, l’hypothèse d’une fragilisation par ségrégation interfaciale de soufre a pu être confirmée au moyen de deux techniques : la spectroscopie des électrons Auger et la microsonde de Castaing. L’aptitude de cette dernière à la détection et à la quantification des ségrégations interfaciales a été montrée au cours de ces travaux. Une modélisation fine de la thermique du procédé et de la ségrégation interfaciale à l’aide des éléments finis a permis de mettre en évidence le caractère inévitable de la ségrégation du soufre aux interfaces. Notamment, il a été montré grâce à la simulation numérique qu’il n’était pas possible de contrôler la ségrégation interfaciale en jouant sur les paramètres du procédé que sont la puissance et la vitesse du laser. En outre, les procédés de type soudage sont connus pour générer d’importantes contraintes et déformations résiduelles. Un état de contraintes résiduelles de traction dans la zone réparée, associé à des déformations plastiques importantes, a été simulé par éléments finis. Il est responsable de la rupture des joints interdendritiques fragilisés par la présence de quantités importantes de soufre. Au final, une étude paramétrique sur la puissance et la vitesse du procédé a été réalisée et a conduit à une solution au problème de fissurationLaser metal cladding is a welding-like process, in particular used to rebuild the shape of aeronautical components made of nickel based superalloys. Interdendritic cracks are systematically observed inside the repaired zone. After a metallurgical study of the damage, the hypothesis of an embrittlement by interfacial sulphur segregation has been confirmed by two techniques: Auger electron spectroscopy and electron probe micro-analysis. The ability of the latter to detect and quantify interfacial segregations has been demonstrated in the study. A fine modelling of the thermal aspects of the process and of interfacial segregation, using finite elements, allowed to show that sulphur segregation could not be avoided. In particular, it has been shown, using numerical simulation, that is not possible to control interfacial segregation through the adjustment of process parameters (laser power and velocity). Furthermore, welding processes are known to generate important residual stresses and plastic strains. A tensile residual stress state in the repaired zone, associated to important plastic strains, has been simulated using finite elements. It is responsible of the cracking of interdendritic boundaries embrittled by important quantities of sulphur. Finally, a parametric study of the process parameters (laser power and velocity) has been performed and has led to a solution to the cracking problem
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Politano, Olivier. "Simulations mésoscopiques de la déformation plastique des monocristaux C. F. C. Sous contrainte." Dijon, 1999. http://www.theses.fr/1999DIJOS066.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objectif la présentation de simulations numériques adaptées à l'étude des premières étapes de la déformation plastique dans les systèmes c. F. C. Dans ce travail, nous nous sommes efforcés d'exposer le plus clairement possible les différences conceptuelles et techniques entre notre modèle et d'autres approches à 3D. Pour cela, dans un premier temps nous présentons les modes de discrétisation coin-vis et coin-vis-mixte (CVM) utilisés dans les approches mésoscopiques de la dynamique des dislocations. Nous soulignons plus particulièrement, les différences qui résultent des calculs de l'énergie propre des lignes de dislocation et des champs de contraintes entre ces deux descriptions. Nous concluons en exposant les critères qui nous ont conduits à adopter une description CVM. Dans un second temps, nous détaillons la dynamique des dislocations et la manière dont nous avons procédé pour calculer les forces agissant sur les segments de dislocations. Dans une seconde partie, nous explicitons les calculs effectués pour valider notre modèle par l'étude d'une source de Frank Read (FR). A cette occasion, nous montrons que notre modèle reproduit la contrainte critique d'activation d'une source de FR, en utilisant une valeur de paramètre de tension de ligne adaptée à notre mode de discrétisation. Dans une nouvelle étape, nous détaillons les études en glissement simple qui nous ont permis de reproduire, la formation de murs dipolaires. Ensuite, nous exposons, les simulations développées pour caractériser la force des jonctions entre dislocations et enfin, nous montrons que la valeur numérique obtenue pour l'angle critique de rupture d'une jonction est en bon accord avec d'autres approches et qu'elle permet de simuler un essai de traction uniaxiale en reproduisant le mécanisme de durcissement par la forêt.
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Verreault, Nicolas. "Étude des contraintes et des déformations induites thermiquement dans des tubes en matériau composite." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26032.
Full textAbstract:
Le principal objectif des présents travaux était d’étudier le phénomène de torsion thermique dans des tubes en matériau composite, plus précisément en pré-imprégné de carbone-époxyde. Un modèle d’analyse par éléments finis capable de prédire ces déformations a été développé et a démontré l’importance d’utiliser des éléments en trois dimensions plutôt que des éléments coques dans ce type d’application. Une analyse de l’influence des paramètres géométriques sur le phénomène de torsion thermique sur différents types de stratifiés a été réalisée. Des tubes échantillons ont été fabriqués et soumis à un changement de température dans une chambre environnementale. Les déformations ont été mesurées à l’aide d’un système de corrélation d’images en trois dimensions et également par l’aide de rosettes de déformation. Les résultats obtenus avec les méthodes de mesure sélectionnées ont montré qu’il était possible de capturer le phénomène de torsion mais qu’il était difficile de le mesurer avec précision.
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Min, Kyung-Tak. "Optimisation d'un cylindre en sandwich composite soumis à des sollicitations combinées." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI201.
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Diouf, Boubakar. "Analyse statistique de l'évolution de l'endommagement dans des matériaux hétérogènes." Le Mans, 2005. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2005/2005LEMA1019.pdf.
Full textAbstract:
L’objet du travail était de mettre en place une procédure d’analyse de l’évolution de l’endommagement dans des structures en matériaux hétérogènes soumises à différents types de chargement. Cette procédure est basée sur une évaluation des champs des contraintes et déformations par éléments finis et sur une répartition statistique d’un critère de rupture dans le volume des structures. Il a été considéré qu’il existe une dimension caractéristique de la progression de l’endommagement qui est prise constante. Les résultats obtenus montrent que l’évolution de l’endommagement diffère nettement suivant que les conditions de chargement induisent un champ homogène des contraintes ou un fort gradient. Pour les deux types du champ des contraintes, la limite inférieure et la dispersion des distributions des contraintes à la rupture sont les caractéristiques essentielles qui régissent la progression de l’endommagement. Une technique par holographie numérique a été appliquée à l'analyse du suivi de la fissuration dans le cas d'essais de flexion 3-points sur un béton de résine dont les résultats ont permis de dégager les paramètres nécessaires pour évaluer la progression de la fissuration par simulationThe objective of this work was to implement a simulation procedure for evaluating damage development through test specimens constituted of heterogeneous materials subjected to different types of loading. The procedure is based on the evaluation of stress and strain fields using finite element analysis and then considering a statistical distribution of fracture criterion through test specimens. Also, it is considered that it exists a characteristic dimension of damage growing which is kept constant. The results obtained show that the damage development is clearly different according to whether the conditions of loading induce a homogenous stress field or a strong stress gradient. In the two types of stress fields, the lower limit and the distribution of fracture stresses scattering are the essential characteristics which govern progression of damage. A digital twin Mach-Zehnder holographic interferometer was applied to the analysis of the follow-up of cracking in a synthetic concrete submitted to three-point bending tests and results allow to derive the parameters necessary to evaluate the progression of cracking using the simulation procedure
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Manchuel, Kévin. "Étude sismotectonique de la marge active Nord Equateur-Sud Colombie : à partir des données de la campagne de sismologie passive ESMERALDAS." Nice, 2010. http://www.theses.fr/2010NICE4099.
Full textAbstract:
Le long de la marge active Nord Equateur-Sud Colombie, quatre grands séismes de subduction se sont produits au cours du 20ème siècle. L’objectif de cette thèse était d’étudier la sismicité de fond et la déformation active, en période inter-sismique au sein des grands domaines sismotectoniques de la marge : le contact interplaque, la plaque supérieure t le panneau plongeant. Pour cela nous avons utilisé les données enregistrées lors de la campagne temporaire de sismologie passive ESMERALDAS, au cours de laquelle un réseau composé à la fois d’OBS et de stations terrestres a été installé pendant trois mois. La qualité des enregistrements a été estimée grâce au calcul de la densité spectrale de puissance du bruit de fond. Ceci a mis en évidence un niveau de bruit relativement élevé sur les enregistrements, avec des variations en fonction des types de capteurs utilisés. A partir de la localisation des séismes enregistrés, du calcul de mécanismes au foyer et de la détermination des champs de contraintes, nous avons réalisé une étude sismotectonique à l’échelle de l’ensemble de la marge. Au niveau de l’interplaque, les limites supérieures et inférieures de la zone sismogène ont été localisées respectivement à 12 et 30 km de profondeur. La répartition de la micro-sismicité le long de l’interplaque, en période intersismique, montre un état de contraintes croissant de la surface de rupture du séisme de 1942, vers celles des séismes de 1958 et 1979, suggérant un lien entre la micro-sismicité interplaque et la chronologie des grands séismes du 20ème siècle. Le champ de contrainte le long de l’interplaque montre un axe de contrainte maximale σ1 orienté approximativement est-ouest, compatible avec la direction de convergence. En profondeur, le plan de Wadati-Benioff est bien défini jusqu’à 100 km, dans la région située au nord de la ride de Carnegie, et jusqu’à 140 km de profondeur face à la ride. Dans les deux cas, le pendage est de l’ordre de 25°. La déformation intraplaque semble accommoder à la fois la force de slab-pull et des forces de traction latérales dues aux variations de pendage du slab le long de la marge Equateur-Colombie. Dans la plaque supérieure, au niveau de la zone d’avant-arc, la sismicité s’étend de la surface jusqu’à environ 40 km de profondeur, et se localise principalement dans une bande de 100 km de large orientée NW-SE, dont la localisation coïncide avec le changement de régime tectonique observé le long de la marge (surection face à la ride et subsidence au nord de celle-ci). Le champ de contrainte calculé pour l’avant arc montre un régime tectonique transpressif en accord avec les structures néotectoniques observées dans le bloc Nord Andin.
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Fournet, René. "Etude de la formation de structures dislocatives dans des monocristaux sous contraintes mécaniques : approches analytique et numérique." Dijon, 1994. http://www.theses.fr/1994DIJOS050.
Full textAbstract:
L’étude de la formation de structures organisées de dislocations dans des monocristaux sous contraintes mécaniques est un point fondamental dans la compréhension des processus de déformation plastique. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés a l'étude de la formation de structures dislocatives à partir de deux approches théoriques. La première consiste à utiliser un modèle de type réaction-diffusion tenant compte du mouvement des dislocations et des interactions a courte distance (annihilation, multiplication, immobilisation,). L'analyse de ce modèle, à partir de la théorie des systèmes dynamiques, a permis de reproduire des structures se rapprochant qualitativement des observations expérimentales. La seconde approche utilise les bases de la dynamique moléculaire pour simuler à une échelle mésoscopique, l'évolution d'une distribution aléatoire de dislocations à deux dimensions. Dans cet objectif, il est tenu compte des différentes forces exercées sur chaque dislocation (forces d'interactions élastiques, force externe, force de friction). Le modèle développé permet une meilleure description des propriétés individuelles des dislocations et montre la formation de structures simples comme les parois dipolaires ou les organisations cellulaires. Par ailleurs, il est possible de traduire qualitativement l'évolution de ces structures (lois d'échelles) en fonction de paramètres comme la densité de dislocations, la contrainte exercée ou encore la force de friction
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Ghfiri, Rachid. "Etude du retard à l'amorçage et à la propagation d'une fissure de fatigue après perçage d'un trou avec et sans expansion." Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10146.
Full textAbstract:
Ce travail est une investigation experimentale qui se situe dans un contexte industriel de reparation des structures fissurees en utilisant la technique du trou perce en fond de fissure avec et sans expansion. Cette etude a porte sur deux alliages d'aluminium en vue de mettre en evidence le retard lie au reamorcage et a la propagation d'une fissure de fatigue. En effet, le percage d'un trou en fond de fissure conduit a eliminer la singularite par modification geometrique qui diminue la concentration de contrainte. Trois rayons differents ont ete etudies ( = 1 mm, 2. 5 mm et 3 mm). Le nombre de cycles au reamorcage n a, qui est le gain obtenu par cette technique croit quand le rayon du trou augmente. De plus, l'expansion du trou, par deformation plastique du bord (passage d'une bille en acier a travers le trou), permet d'introduire des contraintes residuelles de compression qui reduisent d'une maniere significative les contraintes effectivesDans ce travail, trois degres d'expansion ont ete analyses (de = 1. 7%, 3. 4% et 4. 3%). L'expansion du trou ameliore considerablement la duree de vie qui augmente avec le degre d'expansion. Par ailleurs, l'effet du chargement sur le nombre de cycles a l'amorcage est etudie. Ce dernier augmente quand l'amplitude du facteur d'intensite de contrainte diminue. L'analyse des facies de rupture par microscope electronique a balayage montre une zone comprimee au bord du trou et une absence des microfissures. Par contre, loin de cette zone des microfissures orientees dans tous les sens ont ete observees. Une modelisation numerique par elements finis est realisee afin de quantifier les contraintes residuelles de compression ainsi que la zone affectee par l'expansion au bord du trou
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Stoehr, Michèle. "Epitaxie par MOVPE de ZnSe sur des substrats semiconducteurs et études des contraintes dans ces hétérostructures." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20301.
Full textAbstract:
L'epitaxie de znse a ete realisee sur differents substrats semiconducteurs par la methode de l'epitaxie en phase vapeur par les composes organometalliques (movpe). Les heterostructures elaborees ont ete principalement caracterisees par diffraction de rayons x, reflectivite et spectroscopie raman permettant une etude detaillee des contraintes residuelles dans les couches epitaxiees
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Bordeleau, Charles-Antoine. "Effet des charges lourdes sur les barrages en remblai : déformation permanente d'un noyau d'argile." Master's thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/69366.
Full textAbstract:
Hydro-Québec reçoit plusieurs demandes de la part de compagnies minières pour pouvoir utiliser la crête de leurs ouvrages en remblai comme route d'accès aux ressources naturelles. La problématique liée à ces demandes d'autorisation de passage est le fait que lors de la conception d'un barrage en remblai, la circulation des charges lourdes en crête n'est pas considérée. Il est donc pertinent de développer des outils décisionnels pour les gestionnaires des barrages de manière à ce qu'ils soient en mesure d'octroyer ou d'appliquer certaines restrictions sur les passages demandés. Ces critères décisionnels doivent être basés, entres autres, sur la déformation permanente subie par le noyau du barrage. Concrètement, des instruments de mesure de contraintes et de déformations ont été installés dans l'extrémité supérieure du noyau d'argile du barrage en remblai de St-Timothée. Les contraintes horizontales et verticales mesurées lors du passage de camions en crête permettent de reproduire le cheminement de contraintes en laboratoire lors des essais de déformations permanentes. L'échantillon d'argile recompacté en laboratoire est soumis à des contraintes déviatorique cycliques allant jusqu'à des valeurs très élevées par rapport à ce qui a été enregistré sur le terrain. La contrainte axiale cyclique à laquelle l'argile accumule une certaine déformation permanente suite à sa post-compaction est de 5 kPa et celle à laquelle l'instabilité du matériau est observée correspond à 55 kPa. La charge en crête de l'ouvrage qui engendre ces incréments de contraintes axiales au sein du noyau est déterminée avec les données enregistrées avec les instruments mis en place dans le barrage. Le nombre de passages nécessaire pour engendrer des déformations permanentes de 50 mm et 100 mm au sein du noyau peut être estimé en fonction de différentes charges circulant en crête du barrage. Ceci est effectué en considérant une variation de la profondeur dans le noyau sur laquelle la charge en crête contribue à sa déformation permanente.
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Lu, Jian. "Mesure de la distribution des contraintes résiduelles par la méthode du trou incrémentale." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPD045.
Full textAbstract:
Jusqu’à ces dernières années, la méthode du trou ne pouvait être utilisée que dans le cas où les contraintes résiduelles sont homogènes dans l’épaisseur du matériau. Des développements récents ont montré que les déformations mesurées à la surface pendant un perçage incrémental pouvait être liées à la distribution des contraintes résiduelles. Un logiciel utilisant la méthode des éléments finis a été mis au point pour calculer les coefficients de calibration de la méthode du trou. Il permet de modéliser les matériaux isotropes et les matériaux multicouches. Un autre problème de la méthode est le choix de méthodes de perçage. Deux systèmes ont été étudiés : un système ultra-rapide à air-turbine et un système sur fraiseuse conventionnelle. La sensibilité de la méthode a été évoquée. La nouvelle méthode du trou incrémentale a été appliquée sur les pièces grenaillées, trempés, soudées, cémentées, rectifiées. Les résultats obtenus par la méthode du trou ont été comparés avec ceux de la méthode de diffraction par rayon X et la méthode de la flèche avec succès.
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Fardoun, Farouk. "Etude de la déformation plastique cyclique des aciers inoxydables austénitique, ferrique et duplex, par analyse des boucles d'hystérésis : contraintes internes et effectives." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10157.
Full textAbstract:
Le comportement en fatigue plastique oligocyclique des aciers inoxydables austénitiques et ferritiques, et austéno-ferritiques a fait l'objet d'un certain nombre d'études, couplant des essais mécaniques aux observations microstructurales. Le travail présente ici consiste en l'analyse des boucles d'hystérésis contrainte - déformation en fatigue plastique oligocyclique, et en la détermination des composantes interne et effective de l'amplitude de contrainte, susceptibles de donner des informations sur les mecanismes microstructuraux d'endommagement mis en jeu. L'étude de la déformation plastique cyclique par l'analyse des boucles d'hystérésis a été menée a l'aide de la méthode asp (approche statistique de la déformation plastique). Il est en particulier montre qu'un grand nombre d'informations peuvent être tirées grâce a cette méthode. Elle permet en particulier d'accéder aux paramètres : contrainte effective et contrainte interne, module d'élasticité effectif, et fonction densité de probabilité, f(#i#c), paramètre particulièrement intéressant en ce qui concerne l'image qu'il donne de la microstructure du matériau déforme plastiquement. La fonction densité de probabilité, obtenue sur chaque alternance d'une boucle d'hystérésis, présente un pic pour les aciers austénitique et ferritique, en revanche, elle présente deux pics dans les aciers austénoferritiques, correspondant chacun a la déformation plastique de l'une des deux phases de cet acier. De plus, les évolutions de f(#i#c) au cours du cyclage, avec l'amplitude de déformation et avec la teneur en azote ont été analysées et interprétées a la lumière des microstructures de dislocations correspondantes, décrites dans la littérature.
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Bourgeois, Myriam. "Étude du comportement viscoplastique à 773 K d'alliages de titane biphasés Ti-6246." Compiègne, 1997. http://www.theses.fr/1997COMPD984.
Full textAbstract:
L'alliage Ti-6246 est un alliage de titane biphasé alpha/beta employé dans le secteur aéronautique pour la fabrication de turbomoteurs. L'influence de la microstructure sur le comportement mécanique est étudiée en traction et en fluage à 773 K. L'étude du comportement en fluage a révélé trois domaines de contraintes : en dessous d'une contrainte seuil delta s, on constate une saturation de la déformation, ce fluage de type épuisement est typique des polycristaux hexagonaux ; pour des contraintes comprises entre delta s et une contrainte l proche de la limite d'élasticité, on observe les trois stades classiques du fluage ; au dessus de delta i, le régime stationnaire devient quasi inexistant. Une analyse qualitative et quantitative des modes de déformation, menée dans la phase hexagonale, a permis de dégager le rôle essentiel des sous-joints de dislocations sur les cinétiques de fluage. L'influence des différents niveaux d'hétérogénéité sur l'écoulement viscoplastique est décrite en termes de contraintes internes. Observations microstructurales et essais mécaniques spécifiques ont permis de dégager deux contraintes internes : la première est liée aux sous-joint présents à l'échelle des grains, la seconde se situe à l'échelle mésoscopique et dépend des paramètres du biphasage. Le modèle viscoplastique macroscopique propose rend compte des courbes de fluage à 773 K des six nuances d'alliage. A l'échelle microscopique, l'émission de dislocations à partir des sous-joints est discutée en termes de contrainte effective et distance inter-dislocations critiques. Pour améliorer la résistance au fluage, il suffit d'augmenter la contrainte interne associée au biphasage, ce qui a pour effet de favoriser la présence de sous-joints liés au fluage-saturation. L'élancement des particules est un des paramètres morphologiques dominants agissant sur le niveau de contrainte interne. Les mécanismes de rupture en fluage et en traction simple ont été étudiés grâce à une approche locale de la rupture. Le mode de rupture dépend du trajet de chargement dans l'espace déformation plastique - taux de triaxialité des contraintes. Sous faible taux de triaxialité, la rupture est liée à la propagation d'une instabilité plastique. Sous forts taux de triaxialité, un critère de croissance critique de cavités a pu être établi en traction.
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Kang, Chi-Hang. "Une famille d'éléments hybrides singuliers pour l'étude des plaques fissurées métalliques et composites." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD362.
Full textAbstract:
Une technique conforme et convergente d'éléments finis singuliers est présentée pour le calcul des facteurs d'intensité de contrainte dans les structures fissurées avec matériaux isotopes, anisotropes ou composites. Elle est basée sur la formulation des éléments finis hybrides métis de déplacement. Selon le type de chargement appliqué, nous avons traité des plaques fissurées en état de membrane ou en flexion. Les solutions asymptotiques de champ singulier de contraintes au voisinage du fond de la fissure sont introduites dans un élément singulier par la discrétisation du champ de contraintes. Nous garderons également dans les éléments singuliers, la partie régulière du champ des contraintes afin qu'ils puissent avoir des dimensions de l'ordre de la longueur de la fissure. Afin d'assurer la convergence de l'élément, il est nécessaire d'introduire non seulement la singularité des contraintes mais également celle des déplacements/déformations dans les éléments singuliers. La singularité de déplacement/déformation est obtenue par celle de la matrice jacobienne de l'élément isoparamétrique, en positionnant les nœuds d'interface au quart des côtés des éléments comme dans l'élément de Barsoum. Ces techniques permettent de déduire diverses méthodes de calcul des facteurs d'intensité de contraintes KM : 1) MCI : les KM peuvent être directement obtenus par résolution de l'équation structurale du système. 2) MCII : Les KM peuvent être indirectement obtenus par chaque élément singulier après la solution de l'équation structurales du système. 3) MD : les KM peuvent être indirectement obtenus en fonction de valeurs des déplacements des nœuds de l'élément singulier situés sur les lèvres de la fissure. Pour la plaque fissurée en flexion, l'apparition de nature tridimensionnelle de KM et la non linéarité de fermeture de la fissure dans la zone de compression, nous conduisent à combiner les éléments 3-D hybride métis singuliers et la méthode mixte du problème de contact. De nombreux exemples sont traités numériquement pour l'évaluation de la méthode présentée. Pour le problème de plaque fissurée en état de membrane, les éléments HSM ont montré une haute convergence des facteurs d'intensité de contraintes, tant pour les matériaux isotropes qu'anisotropes. Pour le problème de plaque fissurée en flexion, les résultats présentés sont en bon accord avec les solutions théoriques de Hartranft et Sih, malgré un maillage grossier. Les autres tests numériques (3-D, plaque composite stratifiée, fermeture de fissure) ont également prouvé que les éléments présentés assurent une analyse performante de la structure fissurée ou non.
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Brantut, Nicolas. "Couplages thermo-hydro-mécaniques et chimiques lors de la rupture et du glissement sismiques." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077245.
Full textAbstract:
Des expériences de déformation du gypse à des températures de 25 à 70°C montrent une localisation de la déformation dans des bandes de cisaillement, par des processus à la fois fragiles et ductiles. La déformation est lente à température ambiante alors qu'à 70°C la formation des bandes de cisaillement est dynamique. Dans des tests jusqu'à 150°C, au-delà de la température de déshydratation du gypse, les échantillons se compactent fortement, ce qui est associé à une forte activité acoustique. Au cours de la transformation, le module de Poisson de la roche diminue, à cause des effets de fissuration et du remplacement des phases. L'analyse théorique des couplages thermo-hydro-mécaniques et chimique au cours de la nucléation et du glissement sismique montre que le caractère endothermique des réactions de déshydratation permet une limitation très efficace de la température le long des failles, y compris pendant des glissements rapides. Cet aspect est confirmé par des tests expérimentaux de friction sur du gypse soumis à un glissement à haute vitesse. De plus, les analyses de stabilité du système théorique montrent que les réactions de déshydratation peuvent déstabiliser un glissement stable et ainsi provoquer une accélération pouvant donner lieu à un séisme. Les travaux présentés dans cette thèse montrent la complexité du comportement mécanique des roches contenant des minéraux hydratés ; cela met en lumière l'importance de la connaissance de la lithologie et de la minéralogie des roches, ce qui est souvent mésestimé en sismologie. Cette complexité est sans doute responsable de la grande variété de séismes observés dans la natureDeformation tests on gypsum at 25 and 70°C show that strain is localized in shear bands, formed by a mixture of brittle and plastic processes. Shear banding is slow at room temperature whereas it is dynamic at 70CC. This acceleration of the deformation with increasing temperature could be explained by a thermal activation of plasticity. In heating tests up to I50°C, above the dehydration temperature of gypsum , the samples undergo a strong compaction, which is associated with a large acoustic activity. During the reaction, the Poisson's ratio of the rock decreases, due to microcracks accumulation and phase change. A theoretical analysis of thermo-hydro-mechanical and chemical couplings during nucleation and seismic slip demonstrates that the enclothennic character of dehydration reactions is responsible for a strong thermal buffering of the plane, even if the slip rate is high. This prediction is confirmed by experimental high-velocity friction tests on gypsum. In addition, the stability analysis of a theoretical fault model shows that dehydration reactions can clestabilize a normally (i. E. When no reaction occurs) stable fault, which can potentially lead to an earthquake. The work summarized in this thesis shows a great complexity of the mechanical behaviour of thermally unstable rocks; it emphasizes the importance of a good knowledge of fault rocks lithology and mineral composition, which is often overlooked by seismologists. This complexity is probably responsible for the great variety of earthquakes observed in nature (e. G. Slow or silent slips, low frequency events. Non-volcanic tremors. . . )
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Mondal, Richard. "Une formulation d'éléments finis pour l'analyse de plaques minces et épaisses en matériaux composites." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI194.
Full text
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Pierre, Philippe. "Critères d'instabilité plastique. Influence de gradients de contraintes dans l'épaisseur des tôles embouties." Paris 6, 1990. http://www.theses.fr/1990PA066650.
Full textAbstract:
Les critères de striction sont devenus des outils théoriques très apprécies des emboutisseurs, confrontes a des ruptures de pièces souvent imprévisibles auparavant. Apres présentation des critères de striction de cordebois et ladeveze, une extension aux champs de contraintes non uniformes est proposée. Elle permet de mettre en évidence l'influence de l'épaisseur des tôles et des rayons de courbure imposes. Pour valider ces nouveaux résultats, des simulations numériques d'un test de formage sont effectuées. Les résultats sont compares aux résultats expérimentaux correspondants. Ces derniers ont nécessite la conception et la mise en ouvre d'un montage spécial
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Risbet-Voitot, Marion. "Influence de l'état métallurgique et d'un gradient de contraintes sur le critère d'endurance (critère de Dang Van) d'un superalliage à base nickel." Compiègne, 2002. http://www.theses.fr/2002COMP1436.
Full textAbstract:
La présence de gradient de contraintes dans un alliage métallique influence le critère d’endurance de Dang Van le caractérisant. Pour s’en affranchir, il est possible de déterminer une épaisseur de couche critique, sur laquelle le critère est intrinsèque au matériau. Cette étude s’intéresse à l’influence du mode de déformation plastique sur la couche critique. A cet effet, un superalliage à base nickel est étudié sous deux états de précipitation, caractérisés par des localisations de déformation différentes. Dans les deux cas, le critère de Dang Van est déterminé par des essais mécaniques sur éprouvettes lisses et entaillées, associés à des calculs par éléments finis. Ce critère dépend de la valeur du coefficient de concentration de contrainte Kt et de l’état de précipitation du matériau. De plus, le type de calcul par éléments finis réalisé influence la profondeur de couche critique. Le comportement singulier de l’alliage sous-vieilli, présentant une déformation plastique localisée, est ainsi mis en évidence. Une attention spéciale est donc portée à l’endommagement en fatigue oligocyclique dans cet état. Les relations entre l’endommagement et l’orientation cristallographique des grains du polycristal sont examinées par EBSD. Les extrusions, sites d’amorçage préférentiels des fissures, sont étudiées par microscopie à force atomique, pour quantifier la déformation plastique irréversible locale accumulée en surface jusqu’à l’amorçage. Une loi de durée de vie à l’amorçage est proposée, exprimée uniquement en fonction de paramètres microscopiques. L’importance de rôle des contraintes internes en fatigue est mise en évidence, en relation avec le degré de réversibilité de la déformation plastique, variable selon l’état de précipitation. Un diagramme de Dang Van modifié est proposé pour palier les différences de comportement entre les deux états. L’hypothèse d’adaptation de la sollicitation s’avère également une condition sine qua non à la validité du critère de Dan Van.
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Belmahjoub, Faycal. "Comportement thermomécanique de matériaux métalliques sous divers trajets de chargement uniaxe." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20153.
Full textAbstract:
On cherche a etudier les phenomenes de couplage thermomecanique intervenant lors de processus quasi statiques de deformations des materiaux metalliques. Pour ce faire, un dispositif de thermographie infra-rouge a ete developpe. Il permet d'evaluer la chaleur degagee par les echantillons en cours d'essai et d'etablir le bilan energetique experimental. Par ailleurs, la donnee des courbes d'ecrouissage permet de developper des modeles thermomecaniques issus de la theorie des materiaux standards generalises. Les previsions energetiques de ces modeles seront confrontees aux bilans experimentaux
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Faivre, Sanja. "Landforms and tectonics of the Velebit mountain rance (Outer Dinarides, Croatia)." Clermont-Ferrand 2, 2000. http://www.theses.fr/2000CLF20005.
Full textAbstract:
Cette étude s'inscrit dans le cadre de la géomorphologie structurale. Le but en est d'apporter une explication à la répartition des formes du relief par rapport aux nouvelles conceptions tectoniques. Pour examiner ce lien, les déformations et les contraintes ont été calculées à partir des dolines des crêtes. L'intérêt de la montagne de Velebit tient à sa grande densité en formes karstiques et à sa dynamique tectonique récente. Ce travail a permis de dégager une nouvelle méthodologie en la matière. 2 méthodes géologiques, la méthode de centre et celle de projection, ont été adaptées aux conditions géomorphologiques. Les contraintes et les déformations ont été calculées à partir de la distribution spatiale des dolines, pour détecter les influences tectoniques récentes, et à partir de la morphologie des crêtes, pour distinguer les différents types d'influences tectoniques récentes et anciennes. Un intérêt particulier a été porté sur les variations spatiales des paramètres mesurés, lesquels sont examinés à travers la méthode des trajectoires. Les résultats acquis dans les 1ères parties ont été utilisés pour l'élaboration de plusieurs modèles numériques. La 1ère serie de modèles utilise les résultats d'analyse morphologique alors que la 2e consiste en la simulation cinématique. Le but en est d'apporter des éléments explicatifs sur les causes principales des distributions de contraintes et de déformations, obtenues précédemment. La comparaison de résultats, issus de méthodes différentes et d'analyses à différentes échelles, a permis d'établir en termes quantitatifs, le lien étroit qui existe entre les deux formes de relief étudiées et la tectonique. Enfin, cette étude met en exergue l'importance de la géomorphologie dans l'étude de la géodynamique et celle de la tectonique dans l'étude des formes du relief
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Aubry, Agnès. "Mesure, par diffraction des rayons X, des contraintes résiduelles dans les couches d'oxyde : application au système Ni/NiO." Compiègne, 1985. http://www.theses.fr/1985COMPI193.
Full text
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Lestrade, Laurent. "Etude de la fusion superficielle au four solaire de barrières thermiques ZrO2-Y2O3 projetées par plasma." Perpignan, 1996. http://www.theses.fr/1996PERP0241.
Full textAbstract:
Les barrieres thermiques sont principalement utilisees dans les moteurs thermiques (turboreacteurs) afin de proteger les pieces metalliques qu'elles recouvrent. Elles permettent, compte tenu de leur faible conductivite thermique, d'augmenter la temperature de fonctionnement et donc le rendement energetique de tels moteurs. Cependant la permeabilite des ceramiques deposees aux gaz de combustion conduit a une degradation de l'interface ceramique/metal, puis a un decollement de la couche projetee, et finalement a la destruction de la barriere thermique. Une densification superficielle de ce type de depot poreux et microfissure est une bonne solution pour ameliorer la longevite des barrieres thermiques. L'emploi d'un concentrateur solaire de 2kw permet, par rapport aux lasers de forte puissance, de mieux apprehender les phenomenes se produisant lors de traitements de ce type et d'autre part, en diminuant les contraintes thermomecaniques au sein du materiau, de reduire une fissuration nefaste a la duree de vie de la barriere thermique. Cette etude a ete realisee sur des barrieres thermiques a base de zircone partiellement stabilisee a l'yttrine et grace a un montage experimental developpe specifiquement. Une modelisation thermique du procede associee a des mesures specifiques des proprietes thermoradiatives des echantillons, a permis, avec une bonne reproductibilite, l'obtention de resultats comparables a ceux obtenus avec des lasers. Une modelisation numerique du comportement thermomecanique des barrieres thermiques au cours d'un traitement superficiel prevoit une diminution de la fissuration de la ceramique par reduction des gradients thermiques. Experimentalement, le chauffage par le substrat des echantillons pendant les traitements confirme cette prevision
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Lamy, Michael. "Modélisation mécanique du cerveau de rat : application au traumatisme cérébral." Strasbourg, 2011. http://www.theses.fr/2011STRA6150.
Full textAbstract:
Les lésions traumatiques cérébrales sont une cause majeure de décès et d’infirmités dans nos sociétés. Elles sont souvent dues à des chutes ou accidents motorisés, quand la tête subit une sollicitation mécanique. L’étude de ces lésions représente des enjeux majeurs ; mais leurs critères d’apparition demeurent assez mal définis, car les lésions cérébrales résultent par nature d’évènements imprévisibles et ne peuvent donc être analysées qu’a posteriori. Aussi, le présent travail s’est proposé de s’intéresser au traumatisme cérébral par une méthode associant modélisation numérique et protocoles expérimentaux animaux. En premier lieu, un modèle à éléments finis (MEF) du cerveau de rat est développé. Un maillage détaillé de l’encéphale est créé, basé sur des images médicales, et inclut différents composants anatomiques ; puis une caractérisation mécanique lui est définie. Après une phase de validation et tests paramétriques, le modèle permet de simuler des protocoles expérimentaux d’accélération angulaire de la tête du rat. Les résultats expérimentaux sont confrontés aux réponses numériques du modèle, pour contribuer à l’étude des critères de lésion. La première série de simulations reproduit des situations causant des lésions légères. De nouveaux indicateurs mécaniques sont proposés, s’avérant mieux corrélés aux déficits comportementaux des animaux que les paramètres usuels (contraintes et déformations). La seconde série simule des chargements responsables de lésions modérées à sévères. Par comparaison avec les informations anatomiques et histologiques, des seuils d’apparition de lésions sévères sont proposés pour les contraintes de Von Mises et les déformations principalesTraumatic brain injuries (TBI) are a major cause of deaths and disabilities in our societies. They often result from falls or motor vehicle collisions, when the head sustains a mechanical loading. Studying those injuries is a crucial issue; but the criteria governing the occurrence of said lesions remain not well known, as brain injuries are in essence the results of unforeseeable events, and thus can only be analyzed a posteriori. Therefore, the current work of thesis aimed to deal with brain injuries through a combined approach of experimental animal protocols and numerical models. In a first step, a finite element model (FEM) of the rat brain is developed. Based upon medical imaging, a detailed mesh of the brain is achieved, representing several main anatomical components; then, a mechanical characterization is defined. After a phase of validation and parametric tests, the model is used to simulate experimental protocols in which the rat head sustains angular accelerations loadings. Experimental results and numerical responses from the FEM were confronted to each other, to contribute to the knowledge on brain injury mechanisms. The first set of simulations deals with loadings related to mild TBI. New mechanical indicators are proposed, and prove to be better correlated with animal behavioral deficits than the usual mechanical parameters (stresses and strains). The second group of simulations focuses on loadings responsible for moderate to severe TBI. By comparing anatomical and histological data to numerical results, new thresholds are proposed, concerning Von Mises stresses and first principal strains levels, for the occurrence of severe TBI
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Clérivet, Alain. "Contribution à la modélisation des mécanismes d’ouverture des fissures soumises à des sollicitations cycliques dans des alliages d’aluminium." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPE049.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire apportent une contribution à la modélisation de la propagation des fissures dans des alliages d’aluminium à hautes résistances. Modélisation qui repose avant tout sur les mécanismes d’ouverture-fermeture (effet de talonnage) des lèvres de la fissure mis en évidence par Elber (1971). Une analyse des modalités d’ouverture des fissures dans des éprouvettes épaisses a permis de clarifier le concept d’Elber longtemps controversé. Elle a été rendue possible grâce à la mise au point de techniques permettant de rendre compte aussi bien du comportement global que local de l’éprouvette fissurée. Cette double technique a permis de conclure quant aux effets éventuels d’un environnement agressif liquide sur les mécanismes d’ouverture des fissures dans des éprouvettes épaisses. Cependant les paramètres d’ouverture sont difficilement quantifiables à partir d’essais effectués sur telles éprouvettes d’autant que les paramètres mécaniques sont variés. Ainsi l’effet d’histoire (contrainte moyenne, surcharge, sous-charge. . . ) a-t-il été étudié, dans un premier temps, à partir de plaques minces où un état de contrainte plane prédomine. Conditions d’essais similaires à celles retenues par Elber. L’étude des mécanismes macro et microscopiques a permis de valider certaines hypothèses avancées par l’auteur concernant les changements d’amplitude variable. Les résultats ont donné lieu à une modélisation de l’effet de variation temporaire du chargement. Les relations établies peuvent être appliquées à des cas de chargement complexe. Par ailleurs l’étude des mécanismes d’ouverture dans le cas où la propagation s’effectue principalement en état de déformation plane, a été conduite à l’aide d’éprouvettes massives contenant des défauts bidimentionnels (quart ou demi-cercle). Ce mode de propagation représente un cas pratique très fréquent. A nouveau l’influence des paramètres mécaniques a été étudié en terme d’ouverture effective. De là, il a été possible de conclure quant à l’influence de l’état de contrainte sur la propagation que ne le permettait l’étude conduite à partir des éprouvettes épaisses. Par ailleurs, deux mécanismes principaux ont été mis en évidence l’un est du à un effet de talonnage, l’autre est lié à l’évolution de la forme du front de fissure qui joue un rôle majeur dans la détermination du facteur d’intensité de contrainte local. Ils fournissent une explication, de l’effet de surcharge sur éprouvettes épaisses contenant des défauts linéaires.
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Plancher, Emeric. "Mesures de champs de déformations élastique et totale pour la détermination du comportement mécanique local de matériaux cristallins." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0056/document.
Full textAbstract:
La connaissance du comportement mécanique à l’échelle du micron est déterminante pour arriver à prédire la dégradation des matériaux. Dans le cas des polycristaux, les lois de plasticité cristalline sont généralement utilisées pour décrire le comportement d’un grain. Ces lois possèdent de nombreux paramètres qui doivent être ajustés à l’état métallurgique et mécanique du matériau.Le travail rapporté ici explore une manière originale d’identifier ces paramètres à partir du comportement observé expérimentalement à l’échelle microscopique, sans recourir à un maillage éléments finis. Cette observation est réalisée en couplant (i) une évaluation du champ de contrainte locale par les techniques de microdiffraction Laue et d’EBSD à haute résolution angulaire et (ii) la mesure du champ de déformation total par corrélation d’images numériques.Afin de garantir la fiabilité des résultats, la justesse des mesures par microdiffraction Laue (Laue-DIC) et HR-EBSD est évaluée, pour la première fois, dans un matériau plastifié à moins de 0,5% de déformation. Les champs de déformation et de contrainte sont ensuite déterminés simultanément en surface d’une éprouvette monocristalline, sollicitée in-situ en flexion quatre points. Le comportement local est ainsi mesuré puis utilisé pour identifier deux paramètres d’une loi de plasticité cristalline, dans un acier austénitique monocristallin de type 316LThe prediction of damage occurring in metallic materials is dependent on the knowledge of the mechanical behavior at a micron scale. Crystal plasticity laws are often used to describe the behavior of a single grain in polycrystals. Such laws include many parameters which should be tuned according to the metallurgical and mechanical state of the material.An original way to identify theses parameters is presented in this work. The local constitutive behavior is measured at the local scale. It is used to adjust the parameters’ value on a single point calculation without the need for a finite element mesh. To observe the local behavior two types of full filed measurements are carried out: (i) stress measurements using diffraction-based Laue microdiffraction and high angular resolution EBSD – HR-EBSD – and (ii) strain measurements by digital image correlation.To ensure trustworthy results, the accuracy of Laue microdiffraction (Laue-DIC) and HR-EBSD measurements are determined for the first time in a plastically deformed material. Then, stress and strain fields are monitored at the surface of a single crystal bent in-situ in the low deformation regime (0.5%). The local behavior is determined and used to identify two parameters of a crystal plasticity law, in a 316L stainless steel single crystal