Dissertations / Theses: 'Frottement – Essais – Simulation par ordinateur'

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Limouni, Achour. "Étude dynamique, théorique et expérimentale des essais de frottement pion-disque." Compiègne, 1998. http://www.theses.fr/1998COMP1106.

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Abstract:

Les essais de frottement ont été effectués sur un tribomètre pion sur disque. Pour obtenir une variation importante du module d'Young, une variété importante de matériaux a été testée plusieurs moyens ont été utilisés pour analyser les surfaces en frottement : le profilomètre laser, le microscope interférométrique, la caméra vidéo et le microscope électronique à balayage. Une analyse modale de la machine de frottement a permis de valider les approches théoriques par éléments finis et par paramètres discrets. Pendant l'essai de frottement, les vibrations ont été prélevées à l'aide d'un capteur d'effort tridirectionnel et deux capteurs d'accélération. L'analyse spectrale des signaux des efforts et des accélérations montre que le frotteur vibre à la même fréquence dans les directions normale et tangentielle. L'alourdissement du support du frotteur conduit à un changement du régime vibratoire et produit un accroissement de l'usure et du coefficient de frottement. Une évaluation du module d'élasticité produit une hausse de la fréquence de la vibration et une élévation du coefficient de frottement. Pour un frotteur hémisphérique l'augmentation du rayon du frotteur conduit à une hausse de la fréquence et à une élévation du coefficient de frottement et de l'usure du frotteur. La vibration est produite par la présence des particules d'usure à l'interface. La définition de la particule conduit au mouvement du frotteur, et provoque des empreintes sur la surface du disque. Le modèle analytique a permis de valider les résultats de mesure de mettre en évidence les harmoniques induites par le frottement.

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Codfert, Valéry. "Modélisation globale d'un système d'essuyage." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10070.

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Abstract:

Le but de la thèse est la modélisation et la simulation d'un système d'essuyage complet ainsi que l'explication de son fonctionnement. Une étude systématique de chaque composant a permis, dans un premier temps, de mettre en évidence et de hièrarchiser les élasticités ayant une influence sur le système, puis d'analyser, dans un second temps, les modes de vibration qui en résultent. Un logiciel basé sur un modèle de la lame issu de la RDM et validé par rapport à un code d'éléments finis non linéaire a été réalisé. Le flambage des bielles droites (désalignées ou non) et coudées a été éxaminé. Cette étude a conduit à une optimisation de leur profil. Un algorithme déterminant les pressions linéiques et les déformations de la vertèbre a été proposé. Une étude bibliographique importante a été constituée sur le frottement entre le caoutchouc et le verre précisant le rôle de la composition des matériaux, du temps, de l'humidité, de la vitesse, de la pression d'appui, du comportement viscoélastique, de la découpe de la lame. . . Une étude bibliographique sur le jeu est réalisée. Elle précise notamment l'importance des modes hautes fréquences et le rôle de l'élasticité
Des problèmes de couplage entre un système mécanique complexe et un modèle de jeux ont été mis en évidence. Des formules approchées des forces d'impact ont été données. Le rattrapage des jeux s'est avéré être le facteur prédominant dans les expériences et les simulations. Les principaux phénomènes aérodynamiques intervenant sur le système ainsi que des courbes expérimentales sont exposés. Plusieurs phénomènes sont analysés : différence entre le coefficient de frottement réel et apparent, influence des inerties du moteur et des bras-balais, les deux composantes du poids qui travaillent ensemble ou s'opposent au cours du balayage, Les discontinuités dues au rottementT, l'influence du frottement sur la force d'appui, la torsion des bras qui génère des surangles d'attaque, le changement prématuré du sens des forces

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Motamedi, Nikzad. "Vers la prédiction et la compréhension des effets tribologiques sur les performances systèmes par l'intelligence artificielle." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILN011.

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Abstract:

Le contact entre deux pièces, notamment quand il est provoqué comme sur les systèmes de freinage, mérite d'être amélioré et donc d'être mieux compris. Les phénomènes mis en jeu sont complexes car ils font appel à des notions multi-échelle, multi-physique dans un contexte d'évolution constante. Une difficulté supplémentaire est que le contact est fermé, et donc il est par conséquent difficile d'observer explicitement les phénomènes d'interface qui joue un rôle prépondérant dans les performances visés (pollution sonore, émission des particules fines, usure etc.). Au regard des normes environnementales européennes qui seront de plus en plus sévères, il est indispensable d'établir de nouvelles stratégies permettant de mieux appréhender le problème dans sa globalité. L'équipe souhaite tendre vers le couplage numérique et expérience. La partie « expérience » s'appuie sur des bancs d'essais dédiés avec une instrumentation riche et fine. La partie « numérique » s'appuie sur des modélisations multi-échelles et multi-physiques tentant de considérer des mécanismes tribologiques au sein d'un système complet. Une difficulté est de vouloir comparer (recaler) ces deux parties.Ainsi, l'objectif de cette thèse est de proposer des modèles prédictifs liant l'interface de contact avec le système complet par l'intelligence artificielle. Dans un premier temps, on tentera de déterminer les fréquences propres d'un système pion-disque en prenant en compte n'importe quelles surfaces pour l'interface. Plus précisément, cette interface présentera un champ de rugosité qui sera généré numériquement. Dans un second temps, un modèle IA est développé pour prédire la distribution de contact pendant un essai. Cette partie s'appuie sur des mesures d'une nappe de thermocouples noyée dans le matériau de friction en proche surface pendant les essais. Dans un troisième temps, en s'appuyant sur des acquisitions expérimentales du profil de surface à différent instant, un modèle est proposé pour déterminer les évolutions de l'usure. Les modèles IA spécifiquement développés pour ces trois parties font appel à des algorithmes de type CNN, GAN, RNN etc. Ces notions n'étant pas commune dans la communauté mécanicienne, elles sont illustrées sur un exemple simple d'identification de comportement en préambule de ce manuscrit. En termes de bilan, les résultats obtenus sont très satisfaisants au regard de la comparaison aux données de simulation et/ou expérimentales. Cela confirme l'intérêt de l'utilisation de l'IA afin de passer un cap dans la prédiction des modèles. De plus, l'IA permet aussi la compréhension et l'importance des paramètres d'entrée qui pourrait servir à moyen terme à optimiser le système ou de piloter les essais
The contact between two parts, especially when it is induced as in braking systems, needs to be improved and therefore to be better understood. The phenomena involved are complex because they involve multi-scale, multi-physics concepts in a context of constant evolution. An additional difficulty is that the contact is closed, and therefore it is difficult to explicitly observe the interface phenomena that play a major role in the targeted performances (noise pollution, emission of fine particles, wear etc.). In view of the European environmental standards which will be increasingly severe, it is essential to establish new strategies to better understand the problem in its entirety. The team wishes to move towards the coupling of numerical and experimental methods. The "experiment" part is based on dedicated test benches with a rich and fine instrumentation. The "numerical" part is based on multi-scale and multi-physics modeling trying to consider tribological mechanisms within a complete system. One difficulty is to compare (realign) these two parts.Thus, the objective of this PhD thesis is to propose predictive models linking the contact interface with the complete system through artificial intelligence. In the first step, we will try to determine the natural frequencies of a pin-on-disk system by considering any surface for the interface. More precisely, this interface will present a roughness field that will be generated numerically. In the second step, an AI model is developed to predict the contact distribution during a test. This part is based on measurements of a thermocouple array embedded in the near surface friction material during the tests. In the third step, based on experimental acquisitions of the surface profile at different times, a model is proposed to determine the evolution of wear. The AI models specifically developed for these three parts use algorithms such as CNN, GAN, RNN etc. These concepts are not common in the mechanical community, they are illustrated on a simple example of behavior identification in the preamble of this manuscript. In terms of results, the obtained results are very satisfactory when compared to simulation and/or experimental data. This confirms the interest of using AI in order to pass a milestone in the prediction of models. Moreover, AI also allows the understanding and the importance of the input parameters which could be used in the medium term to optimize the system or to drive the tests

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Duboc, Martin. "Etude multi-échelle du crissement : dispositif expérimental et éléments de compréhension." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10101/document.

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Abstract:

Le contact frottant peut être à l’origine de vibrations comme le crissement. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’influence des paramètres géométriques, matériau et d’historique de frottement sur les occurrences de crissement.Un dispositif expérimental a été développé. Il est basé sur une architecture simplifiée permettant une maîtrise du comportement dynamique. Une instrumentation associée a aussi été mise en place. En parallèle, un modèle éléments finis a été introduit afin d’aider au dimensionnement et de réaliser des études paramétriques. Pour cette étude, deux matériaux ont été utilisés. Le premier, à formulation réduite, a été développé spécifiquement pour cette étude, le second est un matériau commercial.Dans une première étude, l’influence de la géométrie de contact entre le pion et le disque a été réalisée. Elle a montrée des modifications de comportement dynamique en lien avec l’évolution longueur de contact. Le modèle élément fini a montré l’importance de prendre en compte l’aspect non linéaire du matériau qui a été pris en compte à l’aide d’un modèle semi-analytique.Une seconde étude a été consacrée à l’étude de l’influence du matériau, de l’historique de frottement et du chargement thermique sur deux matériaux. Des simulations numériques couplées à des caractérisations du matériau ont permis d’apporter des éléments de compréhension aux comportements dynamiques observés. Enfin, l’étude se termine par une mise en œuvre du matériau commercial sur un dispositif expérimental différent. Une analyse fine de la surface de contact a été réalisée lors d’essais interrompus dans des états bruyants et silencieux. Les résultats montrent peu d’influence de l’évolution de la surface de contact sur les occurrences de crissement
Sliding contact can cause sound vibrations like squeal for example. The aim of this PHD is to study the influence of geometric parameters, material and friction evolution of squeal occurrences. An experimental set-up has been specially developed. It is based on a simplified architecture which allows a control of the dynamic behavior. Specific instrumentation has also been taken into account. An other hand, a finite element model has been introduced to help to design and permit to conduct to parametric studies. For this study, two kinds of material were used. The first one was specifically developed for this study with a reduced formulation while the second one was a typical commercial material. Firstly, the influence of contact geometry between the pin and the disk was performed. It has shown that the contact length deeply changes the dynamic behavior. The finite element model showed the keyrole of the non-linear aspect of the material. This aspect has been taken into account in a semi- analytical model. Secondly, the study has been devoted to the influence of the material, the evolution of friction and thermal loading. Results showed different behaviors for each material. The commercial material is more sensitive to the friction evolution. Numerical simulations enriched by material characterizations were allowed to bring some understanding to the observed dynamic behavior. Finally, the study concludes with an implementation of the commercial material on a different experimental set-up. A detailed analysis of the contact surface was achieved during tests interrupted in noisy and silent states. The results show little influence of the evolution of the contact area on the occurrence of squeal

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Dridi, Samia. "Essais de caractérisation des structures tissées." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0041/these.pdf.

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Abstract:

Dans ce travail, on s'intéresse à l'étude et la modélisation de comportement mécanique de structure tissée. On commence par présenter les propriétés des matériaux testés grâce aux essais de caractérisation. Une base des données expérimentales est constituée afin d'analyser le comportement mécanique du tissu sous certaines sollicitations, et en particulier le cisaillement, moyennant la technique de corrélation d'image. Ensuite, en adoptant une approche hyperélastique, un modèle simplifié est développé permettant d'étudier numériquement l'influence de rapport des rigidités de traction et de cisaillement sur le comportement mécanique tissu suite à une extension à 45. Enfin, en se basant sur approche phénoménologique, une loi de comportement hyperélastique en puissance est proposée. Ce modèle est implanté dans une routine Vumat d'Abaqus/Explicit. Il est identifié à partir des essais de traction et de cisaillement et validé par certains cas de mise en forme des renforts tissés
In this work, we interested to the study and the modelling of mechanical behaviour of weave structure. We begin by presenting the properties of tested materials thanks to tests of characterization. An experimental data base is established to analyze the mechanical behaviour of fabric under some solicitations, in particular the shear, using the technique of digital image correlation. Then, by adopting a hyperelastic approach, a simplified model is developed allowing to study numerically the influence of the report of tensile and shearing rigidities on the mechanical behaviour of woven fabric, further to an extension in 45. Finally, by basing on phenomenological approach, a hyperelastic behaviour law is proposed. This model is implanted in a routine Vumat. It is identified from the tensile and the shearing tests and validated by certain cases of composite reinforcement forming

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Guerdoux, Simon. "Simulation numérique du soudage par frottement malaxage." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00271234.

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Abstract:

Ce travail présente le développement d'un outil numérique. Une formulation arbitrairement lagrangienne-eulérienne (ALE) est implémentée dans le logiciel 3D éléments finis FORGE3® pour simuler les différentes étapes du procédé de soudage par frottement malaxage (FSW). Une méthode découplée est utilisée : a) les champs de vitesses, pressions et températures du matériau sont calculés, b) la vitesse de maillage est calculée à partir de l'évolution des frontières du domaine et d'un critère de raffinement adaptatif procuré via une estimation d'erreur, c) les variables nodales et P0 sont transportées. Différentes techniques de calcul de la vitesse de maillage et de transport des variables sont étudiées, apportant des avantages significatifs par rapport à des approches plus standard. L'algorithme de contact a également été enrichi par une procédure de lissage d'outil. Ces améliorations ont été testées et appliquées sur des cas industriels.L'état stationnaire de soudage, tout comme les phases transitoires, sont simulés, montrant une bonne robustesse et une bonne précision de la formulation ALE développée. Dans un premier temps, la simulation de la phase de soudage stationnaire permet d'identifier, par comparaison avec des résultats expérimentaux, les paramètres de frottement. Dans un second temps, un des intérêts majeurs du modèle ALE étant la possibilité de simuler la formation de vide à l'interface outil/matière, la phase de plongée et des phases transitoires sont modélisées. Leurs simulations peuvent ainsi aider à mieux appréhender les mécanismes du phénomène complexe de déposition de matière qui doit avoir lieu à l'arrière du pion de façon à obtenir un joint sans défaut.

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Dautriat, Jérémie. "Comportement hydromécanique de roches réservoir sous contraintes : relations entre évolution de perméabilité et échelles des mécanismes d'endommagement." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/38/57/77/PDF/Manuscrit_These_Dautriat.pdf.

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Abstract:

La compréhension et la prévention des mécanismes d'endommagement ayant un impact sur les cinétiques de production et les taux de récupération reste un problème ouvert en ingénierie de réservoir. L'objectif de cette étude repose sur la caractérisation du comportement hydromécanique de roches gréseuses et carbonatés en 'condition de réservoir' et l'identification des mécanismes locaux responsables des évolutions de perméabilité mesurables macroscopiquement. L'essentiel du travail expérimental s'est articulé autour d'un dispositif triaxial original, permettant de mesurer en cours de chargement les évolutions de perméabilité dans les directions principales du tenseur de contraintes. La validation de notre protocole effectuée, une première campagne d'essais en compression hydrostatique et uniaxiale sur les grès de Fontainebleau et de Bentheim permet, d'une part, une analyse plus fine du comportement intrinsèque de ces matériaux par la mise en évidence et la prise en compte d'effets expérimentaux, et d'autre part d'étudier l'impact de l'endommagement fragile sur les perméabilités directionnelles. Une seconde série d'expériences de compression, selon différents chemins de chargement, a été réalisée sur un carbonate, le calcaire d'Estaillades. En régime de déformation élastique, la modélisation de la réduction de perméabilité a été appréhendée par une approche Réseau de Pores, basée sur une représentation simplifiée de l'espace poreux et extraite des reconstructions 3D par µ-tomographie RX. Si la rupture fragile des échantillons ne perturbe que très peu la perméabilité initiale, à plus haute pression effective, les diminutions de perméabilité peuvent atteindre 90% et sont alors associées aux mécanismes de pore collapse. L'analyse des échantillons déformés, couplée aux techniques de corrélation d'images acquises in-situ sur des dispositifs de compression simple sous MEB et sous Optique, permet une meilleure prise compte du rôle des échelles d'hétérogénéités dans la localisation des déformations et de mieux définir leur impact sur les évolutions de perméabilités à l'échelle de l'échantillon
The Understanding and the prevention of damage mechanisms, which have an impact on the kinetics of production and the rate of recovery, remain an outstanding issue in reservoir engineering. The aim of this study, based on the characterization of the hydromechanical behaviour of sandstone and carbonate rocks in 'reservoir conditions', is the identification of the local mechanisms responsible for changes in permeability measured macroscopically. The experimental work was performed with an original triaxial set-up, which allows measurements of the stress-induced permeability evolutions in the principal directions of the stress tensor. A first experimental campaign, consisting in hydrostatic and uniaxial compression tests, has been performed on Fontainebleau and Bentheim sandstones. In one hand, we showed that experimental end-effects might affect significantly the ‘classical' axial permeability measurements, and in the other hand, we have determined the impact of brittle failure on directional permeabilities. Compression experiments, following different stress-paths, were also carried out on a carbonate, the Estaillades limestone. In elastic deformation regime, the reduction of permeability was modelized by pore network simulations, based on 3D reconstructions of μ-tomography RX and a simplified representation of the pore space. While brittle fracture of carbonate samples induced slight permeability evolutions, at higher effective pressure, permeability drops can reach 90% to the initial values and are associated with mechanisms of pore collapse. The post-mortem analysis of deformed samples, coupled with digital image correlation methods, using both SEM and Optical acquisition devices, provide a better understanding of the role of the heterogeneities, identified at different scales, in the strain localization and their potential impacts on permeability changes at the sample scale

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Rocher-Lacoste, Frédéric. "Etude expérimentale en vraie grandeur et étude numérique des pieux vibrofoncés : Vibrations dans l’Environnement et Capacité Portante." Paris Est, 2008. http://pastel.paristech.org/5507/01/FRL-rapport_final.pdf.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est de mieux comprendre les phénomènes liés à la technique du vibrofonçage et de la valoriser. Ce rapport comporte trois chapitres. Le premier décrit les deux principales techniques de fonçage des pieux : le battage et le vibrofonçage. Le second présente deux séries de résultats expérimentaux : 1) une étude en vraie grandeur de l’impact acoustique et plus particulièrement une analyse des bruits engendrés par le fonçage des pieux avec un vibrateur, un marteau ou un trépideur, 2) une étude en vraie grandeur des vitesses particulaires pendant le fonçage des pieux, couplée à une étude numérique par éléments finis, en 2D et 3D, avec le progiciel CESAR-LCPC. A partir également d’expérimentations en vraie grandeur, le troisième chapitre compare la capacité portante des pieux mis en œuvre par battage et par vibrofonçage et propose une prise en compte de la différence de ces techniques de mise en œuvre dans les règles de calcul françaises de portance des pieux
The objective of this work is to better understand the phenomena related to vibratory driving and to capitalize on it. This report is organized into three chapters. The first describes two techniques of driven piles: impact driving and vibratory driving. The second chapter is based on two axes : 1) A full scale experimental study of acoustic impact of sound and especially an analysis of noise caused by the driving piles with a vibrator, a hydraulic hammer or a pneumatic hammer, 2) A full scale experimental study of particulate velocity during pile driving, coupled with a numerical analysis (both in 2D and in 3D), with the finite element software package CESAR-LCPC. From full-scale experiments, the third chapter compares the bearing capacity of piles implemented by impact and vibratory driving and proposes to take into account the vibratory driving piles into the French rules

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Gaudillière, Camille. "Cisaillage à grande vitesse : des essais à la simulation." Paris, ENSAM, 2011. http://www.theses.fr/2011ENAM0052.

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Abstract:

Afin d'augmenter leur productivité, certains industriels de la découpe mécanique s'intéressent à un procédé émergeant : le cisaillage grande vitesse. Pour ce procédé, la vitesse du poinçon atteint 10m/s alors que cette vitesse ne dépasse pas 0,1 m/s pour le cisaillage conventionnel. Cependant, même si la qualité des découpes obtenues se rapproche celle du cisaillage fin, l'apparition de phénomènes dynamiques mal compris rend aujourd'hui délicat le déploiement du cisaillage grande vitesse. Dans ce travail de thèse nous proposons d'aller vers une meilleure maîtrise de ce procédé en utilisant aussi bien des moyens expérimentaux que numériques. Ainsi un dispositif expérimental instrumenté a été mis au point afin d'observer finement les phénomènes présents lors de la découpe. Ce dispositif conserve des similitudes avec les moyens industriels et comprend notamment un poinçon dont la section varie et une matrice solidaire d'un tube de Hopkinson pour la mesure des efforts de cisaillage. Cette mesure a comprend un traitement spécifique afin de corriger des effets dynamiques présents dans la matrice. Ce traitement, qui nécessite une calibration du banc, a été validé grâce à une modélisation numérique unidimensionnelle. Des observations du faciès de rupture ont permis de mettre en évidence la présence de bandes de cisaillement adiabatiques, signature d'une augmentation localisée importante de la température. Par ailleurs, une modélisation thermomécanique du comportement de l'acier C40 (loi de Johnson-Cook) a été réalisée et utilisée dans un code de simulation utilisant une approche C-NEM (Constrained Natural Element Method) pour reproduire les cisaillages observés sur le banc. Une étude comparative simulation/expérimentation a ainsi pu être effectuée
To increase their productivity, blanking professionals are interested by an emerging process: the high speed blanking. For this process, the punch speed reaches10m/s whereas this speed does not exceed 0,1m/s for conventional blanking process. However, even if the quality of the obtained surfaces is close to those obtained with fine blanking, the occurence of hard dynamic phenomena makes difficult the deployment of the high speed blanking process. This work proposes to better control this process using experimentations and numerical simulations. An instrumented device has been designed to observe in detail the existing phenomenon during cutting. This device is similar to the industrial one. It includes a punch with non-constant sections and a matrix linked to an Hopkinson's tube in order to measure the blanking cutting forces. This measure requires a specific treatment to correct dynamic effects present in the matrix during the cutting. This treatment, which uses a calibration of the device, was validated thanks to a one-dimensional numerical model. Many observations made on the blanked surfaces have shown that adiabatic shear bands (ASB) can take place. A thermo-mechanical constitutive model (Johnson-Cook's law) of the C40 steel has been identified and used into simulations to reproduce real experimentations. The used simulation is based on a C-NEM approach (Constrained Natural Element Method). A comparative study between simulation and experimental results has been done. Results show a good correlation with experimental tests

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Renouf, Mathieu. "Optimisation numérique et calcul parallèle pour l'étude des milieux divisés bi- et tridimensionnels." Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20131.

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Lorrain, Olivier. "Analyses expérimentales et numériques du procédé de soudage par friction malaxage fsw." Paris, ENSAM, 2010. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00515112.

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Abstract:

Le soudage par friction malaxage FSW est un procédé de soudage à l'état solide, sans fusion du matériau. La soudure est réalisée par l'action d'un outil composé d'un épaulement et d'un pion positionné à l'interface des deux pièces à souder. L'outil a deux rôles : échauffement de la matière par frottement de l'épaulement, malaxage de la matière par l'intermédiaire du pion. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre d'un partenariat entre Arts et Métiers ParisTech et l'Institut de Soudure. Son objectif est de développer un modèle de simulation du FSW afin de réduire le nombre d'essais expérimentaux nécessaire à l'optimisation du procédé. Ainsi, plusieurs points ont été abordés dans ce manuscrit. Une analyse expérimentale des cycles thermiques et des mouvements de matière dans le cas où les pions sont non filetés a été menée. Cette situation permet (1) de faciliter la comparaison avec la simulation numérique et (2) de se placer dans les conditions de pions usés. L'analyse des formulations (lagrangienne, eulérienne et ALE) en vue de choisir celle la plus appropriée pour représenter les écoulements de matière a permis de retenir une formulation eulérienne (mise en œuvre dans le logiciel FLUENT) pour estimer les champs thermiques et de vitesses à l'état stationnaire. La mise en place d'un modèle numérique dans le logiciel FLUENT est présentée. Nous avons en particulier étudier l'influence des paramètres numériques sur les résultats et mis en place une stratégie d'identification de certains paramètres non accessibles expérimentalement. Une comparaison fine entre nos résultats expérimentaux et ceux issus des simulations a été effectuée avec succès. L'étude de l'impact des paramètres process (vitesse d'avance, vitesse de rotation) et de la géométrie du pion sur les champs thermiques et de vitesses a permis de mettre en évidence le lien entre les champs de vitesse et la présence de défauts de type tunnel
The Friction Stir Welding (FSW) is a solid state welding process, without melting. The weld is fabricated thanks to the action of tool made of a shoulder and a pin, positioned at the interface of the two pieces to be welded. The tool as two roles : heating of the material by friction of the shoulder, mixing of the material due to the pin. This thesis work is made within the partnership between Arts et Métiers ParisTech and Institut de Soudure. Its goal is to develop a FSW simulation model in order to decrease experimental trials required to optimize the process. Therefore, some points have been treated in this manuscript. Experimental analysis of thermal cycles and material movements in the case of unthreaded tools has been carried out. This situation allows (1) to make the comparison with numerical simulation easier and (2) to be in the case of worn tools. Formulations (lagrangian, eulerian, ALE) analysis in order to choose the more appropriate to take material flow into account has allowed to select an eulerian formulation (implemented in the FLUENT software) to estimate thermal and kinematical fields in the steady state. The set up of the numerical model in the FLUENT software is presented. We have studied the influence of numerical parameters on the results and proposed an identification strategy for some parameters which are not reachable experimentally. A detailed comparison between our experimental results and the ones from our simulations have been performed with success. The study of the influence of the process parameters (feed rate, rotating speed) and of the pin geometry on the kinematical and thermal fields has highlighted the link between velocity field and the presence of tunnel type defects

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Malki, Fatma. "Renforcement des sols par géotextiles." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0129.

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Abstract:

Ce travail fait le point des méthodes de calcul des talus et des murs renforcés par géotextiles. Après une analyse de ces méthodes une proposition pour la prise en compte d'un champ de déplacement est présentée. Cette approche permet d'obtenir une relation entre le coefficient de sécurité de l'ouvrage et une répartition des déplacements définis par un champ issu de mesures in-situ. Ceci permet principalement de comparer en termes de déplacements, pour un coefficient de sécurité donné, l' efficacité des différentes solutions envisagées pour un projet (choix des géotextiles et disposition de construction)
This work analyses design methods for reinforced slopes and walls with geosynthtics. A proposal is done for taking in account a displacement field. It is possible to give a relation between a safety factor of failure in the slope or in the wall, and displacement measures. As it is impossible to know initial values of the displacement, this method allows the comparison of displacement induced by different designs of structure (choice of geosynthetic, design)

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Zemzemi, Farhat Kapsa Philippe. "Caracterisation de modèles de frottement aux interfaces piece-outil-copeau en usinage Application au cas de l'usinage des aciers et de l'inconel 718 /." Ecully : Ecole Centrale de Lyon, 2007. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/fzemzemi.pdf.

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Albach, Daniel. "Amplified Spontaneous Emission and Thermal Management on a High Average-Power Diode-Pumped Solid-State Laser – The Lucia Laser System." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/50/49/15/PDF/these_final.pdf.

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Abstract:

On trouve sur la plateforme de thèses en ligne Pastel le résumé suivant : Le développement du laser a ouvert la voix à l'exploration de nouveaux domaines scientifiques et industriels. Les impulsions laser à haute intensité sont un outil unique pour les études d'interaction lumière/matière et leurs applications. Mais elles sont générées par des systèmes laser reposant sur l'utilisation de milieux à gain en verre pompés par des lampes flashes et sont donc intrinsèquement limitées en termes de cadence et d'efficacité. Le développement, au cours de ces dernières années, des lasers semi-conducteurs a attiré l'attention sur une nouvelle classe de lasers, les « laser solides pompés par diodes » (DPSSL). Ils possèdent une grande efficacité et sont des candidats de choix pour les systèmes compacts à haute puissance moyenne requis pour des applications industrielles, mais aussi en tant que sources de pompe à haute puissance pour des lasers ultra-intenses. Les travaux décrits dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre du système laser Lucia (1 kilowatt de puissance moyenne), actuellement en construction au «Laboratoire d'Utilisation des Intenses lasers» (LULI) à l'Ecole Polytechnique, France. La génération d'impulsions laser de durée sub-10 nanosecondes avec des énergies allant jusqu'à 100 joules et des taux de répétition de 10 hertz est principalement limitée par l'émission spontanée amplifiée (ASE) et les effets thermiques. L'étude de ces limitations est le thème central de ce travail. Leur impact est discuté dans le cadre d'un premier jalon énergétique fixé vers 10 joules. Le système laser mis au point est présenté en détails depuis l'oscillateur jusqu'à la fin de la chaine d'amplification. Une discussion complète de l'impact de l'ASE et des effets thermiques est complétée par des vérifications expérimentales. Les modèles de simulation informatique développés sont validés puis utilisés pour prédire les performances du système laser qui, lors d'une première activation, à atteint un niveau d'énergie de 7 joules en régime mono-coup et de 6,6 joules pour un taux de répétition de 2 hertz. Les limitations actuelles sont discutées ainsi que les approches envisagées pour des développements futurs
On trouve sur la plateforme de thèses en ligne Pastel le résumé suivant : The development of the laser triggered the birth of numerous fields in both scientific and industrial domains. High intensity laser pulses are a unique tool for light/matter interaction studies and applications. However, current flash-pumped glass-based systems are inherently limited in repetition-rate and efficiency. Development within recent years in the field of semiconductor lasers and gain media drew special attention to a new class of lasers, the so-called Diode Pumped Solid State Laser (DPSSL). DPSSLs are highly efficient lasers and are candidates of choice for compact, high average-power systems required for industrial applications but also as high-power pump sources for ultra-high intense lasers. The work described in this thesis takes place in the context of the 1 kilowatt average-power DPSSL program Lucia, currently under construction at the ‘Laboratoire d'Utilisation des Laser Intenses' (LULI) at the Ecole Polytechnique, France. Generation of sub-10 nanosecond long pulses with energies of up to 100 joules at repetition rates of 10 hertz are mainly limited by Amplified Spontaneous Emission (ASE) and thermal effects. These limitations are the central themes of this work. Their impact is discussed within the context of a first Lucia milestone, set around 10 joules. The developed laser system is shown in detail from the oscillator level to the end of the amplification line. A comprehensive discussion of the impact of ASE and thermal effects is completed by related experimental benchmarks. The validated models are used to predict the performances of the laser system, finally resulting in a first activation of the laser system at an energy level of 7 joules in a single-shot regime and 6. 6 joules at repetition rates up to 2 hertz. Limitations and further scaling approaches are discussed, followed by an outlook for the further development

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Panaït, Adrian. "Étude expérimentale et numérique des problèmes de contact unilatéral et de frottement sec dans les assemblages verriers." Université de Marne-la-Vallée, 2004. http://www.theses.fr/2004MARN0198.

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Abstract:

L’utilisation du verre en tant que matériau structural constitue une innovation technique dans le domaine de la construction. Des ouvrages en verre, et en particulier des façades en verre, de grande dimension ont été réalisés à l’aide des systèmes d’assemblage dont le comportement mécanique n’était pas bien maîtrisé. L’objectif de ce travail de thèse est double. D’abord, il consiste à appréhender et modéliser de façon systématique le comportement mécanique des assemblages verriers éclissés dans lesquels la transmission des efforts tangentiels s’effectue par frottement. Ensuite, il vise à fournir un outil efficace d’aide à la conception et à l’optimisation des assemblages verriers éclissés. Les problèmes mécaniques concernés sont complexes car des phénomènes fortement non linéaires tels que le contact unilatéral et le frottement sec y sont impliqués. Pour atteindre l’objectif fixé, nous avons développé une approche couplée, expérimentale et numérique. Dans un assemblage verrier éclissé typique, des intercalaires en aluminium sont placés entre les plaques de verre et les éclisses métalliques. La caractérisation précise du frottement entre le verre et l’aluminium est donc indispensable pour assurer la sécurité et le bon fonctionnement d’un tel assemblage. Ainsi, nous avons conçu et mis en place un tribomètre original et réalisé une étude expérimentale systématique. La faible dispersion des résultats a permis d’identifier avec précision le seuil de glissement et de quantifier la variation du coefficient de frottement avec le temps de contact et le trajet de chargement normal. Cette variation, qui peut atteindre jusqu’à 65-70 % par rapport au coefficient de frottement initial, est modélisée par l’introduction d’une variable interne. Une interprétation micromécanique faisant apparaître la contribution du fluage des aspérités et des zones à forte adhésion est également fournie pour expliquer physiquement cette variation. Le problème de contact unilatéral avec frottement posé par un assemblage verrier éclissé est numériquement résolu à l’aide du code aux éléments finis MSC Marc, dans lequel la loi proposée et identifiée pour décrire le frottement entre le verre et l’aluminium est implantée. Le modèle numérique, validé par des essais en vraie grandeur, donne la distribution des contraintes et la répartition des pressions de contact dans l’assemblage sous l’action combinée de la force normale de précontrainte et de la force tangentielle appliquée. En particulier, l’évolution de la zone de contact et la coexistence des zones d’adhérence et de glissement sont mises en évidence et en bon accord avec des résultats théoriques existants. Ce travail de thèse permet désormais d’aborder la conception et l’optimisation des assemblages verriers éclissés par une approche rationnelle au lieu d’une démarche empirique qui a prévalu jusqu’à présent
The use of glass as structural material can still be considered as an innovative building technique. Glass elements and especially large dimensions glass facades were realised using assembling systems whose mechanical behaviour has not been well understood. The objective of this work is twofold. Firstly, it consists in systematically seizing and modelling the mechanical behaviour of spliced glass connections transmitting tangential loads by friction. Then, it aims at providing an efficient tool for the design and optimization of spliced glass connections. The resulting mechanical problems are complex because highly nonlinear phenomena such as unilateral contact and dry friction are involved. To achieve the objective, a coupled, experimental and numerical, approach is developped in this work. In a typical spliced glass connection, soft aluminum pads are used as inserts between metallic splice plates and glass plates. A precise characterization of the friction between aluminum and glass is then the key both to ensure the safety and the well functioning of such an assembling system. To this end, an original tribometer is designed and constructed and systematic tests are performed. The weak standard deviation of the results makes it possible to precisely identify the sliding limit and quantify the frictional coefficient variation with the contact duration and the normal loading path. This variation can raise up to 65-70% of the initial friction coefficient and is modelled with an internal variable. A micromechanical interpretation accouting for the asperity creep and highly adhesive area contributions is also given in order to physically explain this variation. The unilateral frictional contact problem posed by a spliced glass connection is numerically solved using the MSC MARC finite element code in which the friction law proposed and identified on the basis of the experimental investigation is implemented. The numerical simulations, validated by full scale tests, provide the stresses and contact pressure due to the combined action of the bolt’s tightening and an tangential loading. The contact area evolution and the co-existence of slip and adhesion zones inside the contact area are identified and shown to be in good agreement with existing theoretical results. Henceforth, this work makes it possible to approach the design and optimisation of spliced glass connections in a rational way instead of the empirical one that has prevailed up to now

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Benjemaa, Mondher. "Étude et simulation numérique de la rupture dynamique des séismes par des méthodes d'éléments finis discontinus." Nice, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00222870.

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Abstract:

Ce travail est dédié à l'étude et la simulation numérique de la rupture dynamique des séismes en deux et trois dimensions d'espace par une méthode d'éléments finis discontinus. Après avoir transformé le système de l'élastodynamique en un système hyperbolique symétrique du premier ordre, nous proposons un schéma numérique basé sur des flux centrés et un schéma explicite en temps de type saute-mouton. A travers l'étude d'une énergie discrète du système, nous spécifions les conditions aux limites sur la faille afin de prendre en compte de manière faible la rupture en mode cisaillant que nous traitons. Nous montrons, qu'en l'absence de tractions tangentielles sur la faille, cette énergie est parfaitement conservée. Nous illustrons la capacité de notre méthode à travers divers cas tests sur des configurations complexes grâce à une implémentation parallèle
This work is devoted to the study and the numerical simulation of 2D and 3D dynamic crack rupture by a discontinuous Galerkin finite element method. The initial partial differential equations are transformed in order to get a symmetric pseudo-conservative form, for which we design a discontinuous Galerkin formulation with centered numerical fluxes and explicit leap-frog time scheme. Throughout the study of a discrete energy, we specify in a weak sense the boundary conditions on the fault surface for the shear rupture mode. We demonstrate that this energy is conserved when no traction is applied on the fault. We investigate various complex test-cases and we compare our solutions with those obtained by other methods. The fine agreement with other results validates our approach and illustrates the good behavior of the method we propose

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Schryve, Mathieu. "Modèle d’adhésion cicatrisante et applications au contact verre/élastomère." Aix-Marseille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX11091.

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Abstract:

De très nombreux problèmes rencontrés dans l’industrie sont liés aux évolutions que subissent les interfaces. Le contact, le frottement et l’adhésion y jouent un rôle fondamental. Ce travail est une contribution au développement d’un modèle qui couple adhésion et frottement et qui autorise la cicatrisation des liens adhésifs lorsque les corps sont remis en contact après avoir été séparés. Ce modèle est appelé modèle d’adhésion cicatrisante. Dans le cadre de ce mémoire, les applications concernent plus particulièrement l’étude du contact verre/élastomère. La formation du col d’adhésion, les phénomènes « jump-on » et « jump-off » et la formation et la propagation des ondes de Schallamach sont abordés. Le travail propose une modélisation à l’échelle des surfaces, issue de considérations thermodynamiques et qui simule les effets des interactions de type van der Waals. Outre la possible cicatrisation des liens lors de l’approche des corps, l’originalité du modèle est que les processus d’endommagement et de cicatrisation des liens adhésifs sont tous deux liés à la vitesse de sollicitation au niveau de l’interface. Selon les applications envisagées, l’approche permet ainsi de considérer deux sources possibles de dissipations. L’une est surfacique et liée au comportement de l’interface. La seconde est volumique et liée au comportement des corps. La formulation dynamique est donnée dans le cadre de la mécanique non régulière. Les méthodes numériques correspondantes sont mises en oeuvre dans la plateforme LMGC90 (Montpellier - Marseille). Le modèle est testé sur des Benchmarks et validé sur la simulation d’une expérience de tribologie de contact verre/élastomère
Many problems encountered in industry are concerned with interface evolutions, where contact, friction and adhesion are fundamental topics. This PhD thesis contributes to the development of a model involving adhesion and friction and allowing the healing of the adhesive bonds when the bodies are again pushed closer together after their separation. This model is called model of healing adhesion. In this work the applications concern specifically the contact glass/rubber. The formation of the the adhesion neck, jump-on and jump-off phenomena and the formation and the propagation of the Schallamach waves are investigated. A modelling of the adhesive contact is thus proposed, based on thermodynamic considerations and surface interactions concepts. In addition to the possible healing of the adhesives bonds, the originality of the model is that healing process and damage process are both related to the rate of the solicitation at the interface. According to the applications, the approch allows to consider two potential sources of dissipation. One is called surface dissipation and linked to the behaviour of the interface. The second is called bulk dissipation and linked to the behaviour of the bodies. The dynamic formulation is done within the framework of the non-smooth mechanic. Implementations of appropriate numerical methods and simulations are done in LMGC90 (Montpellier - Marseille). The model is tested with Benchmark and validated with the simulation of a glass/rubber experiment

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Krichen, Abdelkader. "Simulation numérique et analyse expérimentale du comportement d'un contact verre/PMMA sous sollicitations de fretting." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1997. http://www.theses.fr/1997ECDL0021.

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Abstract:

L'etude a pour objet l'analyse d'un contact polymere/antagoniste rigide soumis a des sollicitations vibratoires de faibles amplitudes dites de fretting. La demarche adoptee repose a la fois sur l'experimentation et la simulation par elements finis dans le cas specifique d'un couple poly(methacrylate de methyle)/verre. Elle se decompose en deux etapes : ' sur l'identification et la prediction des conditions de sollicitations locales dans le contact en fonction des parametres de chargement (effort normal, amplitude du debattement et frequence), ' sur l'interpretation de la reponse du materiau en termes de degradation (fissuration et detachement de particules) a partir des elements fournis par la simulation. Sur la base de la simulation numerique de la cinematique des micro-deplacements dans le contact, nous avons pu predire les conditions de sollicitation dans le contact (glissement partiel ou glissement total). Ces resultats ont ete reportes dans une carte de sollicitation locale dans laquelle nous avons egalement delimite les domaines d'apparition du broutement qui definissent les limites d'application de nos simulations. L'analyse des degradations a revelee : ' l'apparition de micro-fissures superficielles en bordure de contact du fait de la conjonction d'une contrainte de traction maximale et d'une pression hydrostatique en expansion, ' un detachement localise de particules dans certaines zones du contact dependant des conditions de sollicitation. Ces observations ont pu etre interpretees en considerant les maxima d'energie dissipee dans le contact, telle qu'ils ont pu etre estimee par la simulation, ' un deplacement des particules vers le centre du contact au fur et a mesure du cyclage. L'analyse de l'amplitude des micro-deplacements en chaque point du contact a permis d'expliquer cette cinematique par un differentiel de glissement oriente vers le centre du contact. Ce dernier est une consequence directe de la dissimilarite des constantes elastiques du polymere et de l'indenteur. Ces resultats ont pu etre synthetises dans une carte de reponse du materiau dont les frontieres sont definies sur la base de l'analyse energetique du contact.

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Ledoux, Yann. "Optimisation des procédés d'emboutissage par caractérisation géométrique et essais numériques." Phd thesis, Chambéry, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00419320.

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Abstract:

L'emboutissage est un procédé de mise en forme des matériaux métalliques en feuille. En général, plusieurs étapes d'emboutissage sont nécessaires et les phénomènes mis en jeux lors de la déformation plastique du matériau sont complexes. Ainsi, la conception d'un nouvel outillage est une opération longue et délicate. La technique d'«essai - erreur» est habituellement employée par les industriels. Cette méthode est sans garantie de succès, coûteuse et mobilise une machine de production ( presse ). Cette thèse propose une méthode d'optimisation qui est basée sur des simulations numériques. Le po%int% de départ est la définition d'un outillage initial dont la simulation est réalisée. Selon la géométrie numérique obtenue, nous paramétrons les défauts à corriger. Les paramètres du procédé qui modifient sensiblement la géométrie de la \pièce sont choisis ainsi que leur plage de variation respective. Un plan d'%exp%ériences est construit pour tester différentes configurations des paramètres du procédé. L'ensemble des %exp%ériences est simulé, puis, les paramètres géométriques sont mesurés sur chacune d'elles. Ces résultats permettent de calculer des relations polynomiales liant les paramètres du procédé aux paramètres géométriques de la \pièce. A%vec% ces relations, nous cherchons, par la technique d'optimisation de Newton, la configuration optimale du procédé donnant la géométrie désirée. La simulation correspondante est effectuée et valide l'optimum trouvé. Trois cas d'application sont présentés. Deux concernent des \pièces embouties en une étape, et enfin, nous présentons l'étude d'une \pièce réalisée en plusieurs étapes.

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Sahraoui, Sohbi. "Effets dynamiques dans les essais de rupture aux grandes vitesses de chargements : Etude de quelques polymères." Bordeaux 1, 1986. http://www.theses.fr/1986BOR10612.

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Abstract:

Etude experimentale de la rupture du pmma et d'un alliage de polymeres (polyepoxyde-polyurethanne) soumis a des chargements rapides. Simulation numerique par analyse modale de la flexion dynamique d'eprouvettes entaillees

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Collin, Jean-Marc. "Identifiabilité des paramètres de lois de comportement de matériaux par essais d’indentation continue." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S079.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d’étudier le potentiel du test d’indentation dans la détermination des paramètres de loi de comportement des matériaux. Après avoir étudié l’indentation instrumentée sphérique, différents modèles décrivant l’évolution des grandeurs d’indentation ont été proposés. Ils permettent, par inversion, d’obtenir une bonne évaluation de la courbe de traction de quelques matériaux métalliques. Cependant, il a été observé que l’écrouissage isotrope n’était pas suffisant pour décrire la décharge et la recharge en indentation. Ainsi, des modèles de comportement comportant de l’écrouissage isotrope et de l’écrouissage cinématique ont été utilisés pour décrire l’essai d’indentation dans sa globalité. Ils font intervenir de nombreux paramètres et l’approche par inversion de modèle devient donc difficile. Nous proposons donc l’application de l’analyse inverse à des essais d’indentation dans le but de déterminer les paramètres de ces modèles plus complexes
The aim of this thesis is to study the potential of indentation test in the determination of the materials behaviour laws parameters. From a study of the spherical indentation, some models describing indentation data changes were proposed. They allow a good evaluation of the stress-strain curve of several metallic samples by inversion. However, it has been observed that isotropic hardening is not sufficient to describe the unloading and reloading during an indentation test. Thus, models combining both isotropic and kinematic hardening were used in order to describe the whole indentation test. They depend on many parameters; an approach by inversion of models becomes then difficult. We then propose the use of inverse analysis approach on indentation tests in order to determine the parameters of these behaviour models

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M'Boungui, Gaston. "Actionneur piézoélectrique commandable en frottement variable pour application haptique." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10002.

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Abstract:

Comme une solution au caractère encombrant souvent observé au niveau de nombreuses interfaces haptiques, nous proposons un dispositif de conception simple fonctionnant sur le principe de régulation du coefficient de frottement. Cette structure est constituée d'une plaque en cuivre-berryllium de dimension 64x38x3 mm sur laquelle sont collées à l'époxy des céramiques piézoélectriques PZT convenablement agencées. Cette plaque tient sur quatre pieds chacun à l'extrémité sphérique ou plane. Ainsi, une alimentation électrique adéquate du dispositif autour de sa fréquence de résonance crée une onde stationnaire dont on a choisi deux ventres pour positionner les pieds. Dès lors une force de frottement variable entre les pieds et un substrat en acier par exemple est obtenue par le contrôle de l'amplitude vibratoire en harmonie avec le principe de la lubrification électroactive. Comme résultat, un usager perçoit un effort en tenant la plaque avec les doigts de la main et en déplaçant cette plaque sur le substrat plan comme il le ferait avec une souris d'ordinateur. Une première évaluation psychophysique tend à valider le dispositif pour une application en retour d'effort pouvant consister à identifier les limites ou les changements de forme d'objets d'un environnement virtuel
As a solution to the lack of compactness and simplicity often encountered in haptic interfaces, we propose a device based on friction coefficient control principle. This device includes polarised piezoceramics well adjusted and glued to a 64x38x3 mm copper-beryllium plate supported by four legs. Then, properly energised around a resonant frequency, with legs at antinodes, a stationary wave is created in the plate. Variable friction forces between the legs and the plane substrate are created by the control of the wave amplitude, according to electro-active lubrication. So the user obtains force feedback by holding the plate, and moving it on a plane substrate, as he couId do with a mouse interface. Preliminary psychophysical evaluation trends to assess the validity of the device as a force feedback interface able to sense limits or shape changes of objects from virtual environment in the future

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Renard, Béatrice. "Etude expérimentale et modélisation du comportement thermique d'une machine électrique multi-fonctions : application à un alterno-démarreur intégré." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2282.

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Abstract:

Le travail a consisté à étudier le comportement thermique dynamique d'une machine électrique asynchrone assurant les fonctions d'alternateur, de démarreur et de boost en contexte de véhicule automobile. Un modèle thermique numérique (méthode nodale) de l'alternateur-démarreur-intégré (ADI) et de son environnement a été élaboré. Une étude est effectuée sur le bobinage de fils de cuivre. Par ailleurs, on a simulé les transferts convectifs à l'aide d'un outil CFD et on a utilisé une méthode de superposition pour traduire les résultats obtenus sous forme d'un réseau. Parallèlement, des essais expérimentaux spécifiques ont permis la validation du modèle thermique, d'analyser certains aspects du comportement thermique de ce système multi-fonctions et de participer à mieux préciser le montant de pertes fer, générées en mode alternateur. Finalement, le modèle nodal après recalage a permis de classer les paramètres d'importance vis-à-vis du comportement en situation d'utilisation de l'ADI lors de cycles de roulage précis
The work consisted in studying the thermal behaviour of an electrical induction motor operating as an alternator, a starter and a booster in a motor vehicle. A numerical thermal model (nodal method) was elaborated of an ISA (Integrated Starter Alternator) and its environment. The winding of copper was studied. In addition, the modelling of this closed machine required a simulation of convective transfers with the help of a CFD tool and the use of a superposing method in order to translate the obtained results into a network. In parallel, specific experimental trials brought us to validate the thermal model, analyse certain aspects of the thermal behaviour of this multi-function system and be more precise in assessing the amount of iron losses generated in the alternator mode. In conclusion, the nodal model, obtained after adjusting, led us to classify the important parameters in view of the behaviour of the ISA when in use during precise driving cycles

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Biet, Mélisande. "Conception et contrôle d'actionneurs électro-actifs dédiés à la stimulation tactile." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Biet.pdf.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de proposer un périphérique tactile qui pourrait augmenter notre immersion dans un environnement virtuel en stimulant la pulpe du doigt. Ce dispositif s'inscrit dans le cadre des dispositifs haptiques. Ainsi, à partir d'une étude sur le rôle de la dynamique du toucher dans la perception de textures, nous avons proposé un dispositif tactile innovant permettant de simuler différentes textures fines. Dans cette thèse, fondamentalement pluridisciplinaire, nous avons d'abord déterminé les spécifications du cahier des charges pour obtenir un stimulateur tactile fonctionnel basé sur la génération d'un effet glissant. Après avoir identifié le phénomène responsable de cet effet glissant par vibration haute fréquence, nous avons réalisé le dimensionnement d'une plaque tactile capable de faire varier cet effet, c'est-à-dire de faire varier le coefficient de frottement perçu par l'utilisateur. Cette plaque est mise en vibration grâce à une matrice de céramiques piézoélectriques collées sur une ses faces. Ce dimensionnement a été validé par des simulations sur un logiciel d'éléments finis, puis la configuration retenue a été réalisée. Par la suite, le contrôle de la plaque vibrante nous a permis de moduler le coefficient de frottement perçu afin d'obtenir différents motifs. Dans une dernière partie, le périphérique a été évalué. Plusieurs textures crantées ont été testées afin de connaître les capacités des utilisateurs à différencier des périodes spatiales. Cette évaluation a permis de connaître les performances de ce stimulateur tactile et de comparer ses performances à celles d'une texture réelle.

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M'Boungui, Gaston. "Actionneur piézoélectrique commandable en frottement variable pour application haptique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10002/document.

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Abstract:

Comme une solution au caractère encombrant souvent observé au niveau de nombreuses interfaces haptiques, nous proposons un dispositif de conception simple fonctionnant sur le principe de régulation du coefficient de frottement. Cette structure est constituée d'une plaque en cuivre-berryllium de dimension 64x38x3 mm sur laquelle sont collées à l'époxy des céramiques piézoélectriques PZT convenablement agencées. Cette plaque tient sur quatre pieds chacun à l'extrémité sphérique ou plane. Ainsi, une alimentation électrique adéquate du dispositif autour de sa fréquence de résonance crée une onde stationnaire dont on a choisi deux ventres pour positionner les pieds. Dès lors une force de frottement variable entre les pieds et un substrat en acier par exemple est obtenue par le contrôle de l'amplitude vibratoire en harmonie avec le principe de la lubrification électroactive. Comme résultat, un usager perçoit un effort en tenant la plaque avec les doigts de la main et en déplaçant cette plaque sur le substrat plan comme il le ferait avec une souris d'ordinateur. Une première évaluation psychophysique tend à valider le dispositif pour une application en retour d'effort pouvant consister à identifier les limites ou les changements de forme d'objets d'un environnement virtuel
As a solution to the lack of compactness and simplicity often encountered in haptic interfaces, we propose a device based on friction coefficient control principle. This device includes polarised piezoceramics well adjusted and glued to a 64x38x3 mm copper-beryllium plate supported by four legs. Then, properly energised around a resonant frequency, with legs at antinodes, a stationary wave is created in the plate. Variable friction forces between the legs and the plane substrate are created by the control of the wave amplitude, according to electro-active lubrication. So the user obtains force feedback by holding the plate, and moving it on a plane substrate, as he couId do with a mouse interface. Preliminary psychophysical evaluation trends to assess the validity of the device as a force feedback interface able to sense limits or shape changes of objects from virtual environment in the future

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Chen, Yu. "Contribution à l'optimisation de l'aisance d'un vêtement par les techniques de calcul avancé." Lille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LIL10020.

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Abstract:

Le degré d'aisance d'un vêtement est un critère de confort important pour le consommateur. Il constitue un élément stratégique pour le confectionneur et intervient dans le processus de construction des patrons d'un vêtement. Actuellement, bien qu'il y ait beaucoup de méthodes de génération de patrons, elles ne déterminent généralement pas une bonne estimation du degré d'aisance d'un vêtement mais produisent des patrons plats pour une valeur préfixée d'un degré d'aisance. Cependant, la valeur de ce dernier est fortement liée aux mouvements du porteur ainsi qu'à la matière utilisée. De plus, pour concevoir un vêtement confortable, ce degré d'aisance influe fortement sur la position des différents points définissant le contour d'un patron. Aussi, nous proposons une méthode originale pour définir et calculer ce paramètre et développons une nouvelle conception automatique de patrons basée à la fois sur les techniques floues, l'évaluation sensorielle et l'agrégation des données. Nous montrons, comme pour les méthodes classiques, dans le cas de pantalon de type jean, que notre méthode peut couvrir l'éventail complet des formes et des mensurations du corps. Enfin, cette méthode peut également être appliquée pour la conception de vêtements différents

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Ngo-Ngoc, Cyril. "Modélisation non linéaire et simulation des matériaux souples textiles : application aux essais Kawabata." Lille 1, 2003. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2003/50376-2003-13.pdf.

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Abstract:

Cette thèse vise à apporter une contribution à la modélisation des structures tissées. Son originalité réside dans la prise en compte des non linéarités du système modélisé. Contrairement à de nombreux travaux considérant le tissu comme une surface élastique déformable, nous proposons un modèle de tissu représenté par l'assemblage tridimensionnel de fils. Cette approche mésoscopique permet de traiter le problème à l'échelle des fils en agrégeant leurs interactions et leurs propriétés mécaniques non linéaires. Par ce concept, il est possible de modéliser le comportement mécanique des matériaux flexibles complexes. Pour cela, il est impératif de développer de manière plus approfondie l'interactivité entre les fils de chaîne et de trame au point de croisure. Un modèle de fil a été élaboré prenant en compte les protocoles de mesure des propriétés de celui-ci. Ces protocoles donnent accès séparément aux caractéristiques mécaniques telles que la traction et la flexion (quasi-statiques). L'étude précédemment développée dans un domaine linéaire est étendue au domaine non linéaire. Ce dernier est caractérisé par l'apparition d'hystérésis. Une analyse détaillée du comportement du fil nous amène à traiter le problème à l'aide des caractéristiques rhéologiques, et plus particulièrement au travers de frottement sec. La description géométrique d'une structure tissée et l'agrégation des sous-modèles de comportement du fil nous conduit au modèle de tissu. Une étude approfondie des méthodes numériques permet d'optimiser la convergence des algorithmes de calcul de la simulation. Enfin, une phase de validation est effectuée à partir des tests issus de la chaîne de Kawabata. Les appareils de mesure KES-FB1 (traction et cisaillement) et KES-FB2 (flexion) sont utilisés car ils fournissent les paramètres mécaniques caractérisant le tissu de manière appropriée.

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Al, Galib Dhafar. "Comportement statique et dynamique de structures fusibles susceptibles d'absorber les énergies d'impact en cas de crash." Lyon, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAL0033.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est de contribuer à l'amélioration du comportement à l'écrasement des extrusions tubulaires, ce qui devrait permettre de trouver une structure optimisant l'absorption de l'énergie de choc. Par une démarche expérimentale, analytique et numérique nous tentons d'identifier les comportements caractéristiques des structures étudiées. Trois objectifs principaux constituent la trame de notre étude : * comment pourrons-nous abaisser, lors d'un crash, les efforts du 1er pic qui traduisent les décélérations auxquelles sont sujets les occupants du véhicule ? * comment dissiper d'une manière contrôlée l'énergie cinétique lors d'un crash ? Le procédé proposé pour diminuer la charge du 1er pic peut-il être utilisé pour d'autres géométries et d'autres matériaux ? * comment peut-on évaluer l'influence de la rupture de l'alliage d'aluminium sur le comportement global des tubes, et quel critère peut-on proposer pour détecter la rupture ? Nous avons étudié, tant sur le plan expérimental que sur le plan numérique, le comportement d'écrasement statique et dynamique des tubes en aluminium à section circulaire et carrée. Nous avons mis en évidence un procédé qui permet de diminuer la décélération transmise aux passagers lors du choc ou collision frontale. Nous avons pu aussi évaluer le comportement de ces tubes en variant la masse et la vitesse d'impacteur et finalement étudier les effets des imperfections géométriques, des conditions limites et chargement sur le comportement statique et dynamique. Des propositions sont faites quant aux choix des paramètres géométriques à utiliser pour faciliter les similitudes (matériau, géométrie). Dans la dernière partie, nous nous attardons plus particulièrement sur l'influence de la rupture, qu'il est nécessaire de considérer dans un objectif de dimensionnement et de quantification de l'énergie absorbée
The objective of this study is to contribute to the improvement of the behavior to the crushing tubular extrusion, which should permit to find a structure optimizing the absorption of impact energy. An attempt to identify the characteristic behaviors of the studied structures was made by an experimental, analytical and numerical approach, Three main objectives constitute the frame of our study: * How will be able to reduce, during the crash, the first peak load, which reflect the decelerations transmitted to the occupants of the vehicle? * How will be able to dissipate by a controlled manner the kinetic energy during crash event? The proposed process, which reduced the first load peak, can be used for other geometries and other materials? * How can one evaluate the influence of the rupture of aluminum alloy on the global behavior of tubes, and what criteria can one propose to detect the rupture? On the experimental and numerical plan, the behaviors of static and dynamic crushing of circular and square aluminum tubes have been studied. A process that permits to decrease the deceleration transmitted to the passengers during impact or frontal collision has been proposed and validate. We could also have evaluated the behavior of these tubes while varying the mass and the speed of impactor and finally to study geometric imperfection, boundary conditions and loading affects on the static and dynamic behavior. Propositions are made for the choice of the geometric parameter used in order to facilitate the similarity (material, geometry). Finally, we linger especially on the influence of the rupture, that it is necessary to consider in an objective of design and quantification of the energy absorbed

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Yunus, Yuhanis. "Modélisation discrète du comportement cyclique des matériaux granulaires." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2008. http://www.theses.fr/2008ECDL0033.

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Abstract:

Les matériaux granulaires présentent un comportement complexe lié essentiellement à leur nature discrète. L’évolution du comportement des matériaux granulaires à l’échelle globale est ainsi liée à l’évolution de variables à l’échelle locale et principalement l’échelle du contact. Ce travail s’articule selon deux axes : d’une part, la compréhension de la propriété macroscopique et microscopique du matériau granulaire et d’autre part, l’étude de l’évolution de variables comme l’indice des vides, l’angle de frottement, ou l’anisotropie. La méthode utilisée consiste à réaliser des simulations numériques discrètes sur un ensemble de particules sphériques pour des densités variées : lâche, mi dense et dense. Différents chemins de sollicitation cyclique sont analysés : monotone, cyclique alterné ou semi alterné drainé, chemin drainé ou à volume constant pour différentes contraintes de confinement. Pour chacune des simulations, les variables locales et les variables moyennes à l’échelle de l’échantillon sont analysées. Dans les simulations réalisées, les propriétés obtenues à certains états repères ne semblent pas dépendrent de la contrainte de confinement. Par contre, l’angle de frottement au pic augmente avec la densité. De même, l’angle de frottement à l’état caractéristique semble être très significativement dépendant de l’histoire du chargement et diminue avec la densité. La variation de l’indice des vides dans la phase de contractante dépend de l’état initial, en particulier son anisotropie. La valeur de l’indice des vides à l’état critique à partir de l’essai monotone en compression est plus faible que la valeur de l’indice des vides critique de l’essai monotone en extension. Les points (e, ln(p’)) à l’état critique ne s’articulent pas précisément autour d’une droite, mais appartiennent à en fuseau Δe=0. 02 conforme aux résultats expérimentaux. Par la suite, les variables pilotant le modèle phénoménologique CJS3 ont été analysées au travers de l’évolution de la structure interne du matériau. Notamment, nous avons pu identifier l’évolution de la surface pseudo élastique (de charge) du mécanisme déviatoire lors des essais cycliques. Nous avons montré que si l’on dispose d’une bonne mesure de la structure interne il est alors possible de proposer des modèles à la fois simples et beaucoup plus réalistes. Un effort doit être cependant entrepris pour mieux relier l’évolution des variables internes du milieu difficilement mesurables (telles que l’anisotropie) avec des variables globales plus faciles à quantifier et donc à introduire dans un modèle phénoménologique.

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Saïzonou, Colombe. "Usure et frottement entre le segment et la chemise dans un moteur à combustion : modélisation numérique par la méthode des éléments de frontière." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2004_SAIZONOU_C.pdf.

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Abstract:

Dans le cadre d'un contrat Européen, il s'agissait d'étudier le contact "segment / chemise" dans un moteur à combustion en vue des améliorations par des revêtements durs recherchés en matière de frottement et d'usure. Dans une partie expérimentale, nous avons construit un banc d'essai, basé sur un tribomètre de type "pion / plan" en mouvement de va et vient. Ces essais avec des segments revêtus de D. L. C. (carbone type diamant) et de chrome, frottant sur des échantillons découpés d'une chemise réelle de moteur, ont permis de conclure sur la supériorité en matière de durée de vie du D. L. C. Aussi bien en frottement sec que lubrifié. Dans la partie principale de ce travail, nous avons modélisé les conditions réelles du contact segment / chemise par une approximation locale 2D de type Tresca (cylindre / plan). La modélisation numérique utilise la méthode des éléments de frontière, associée à celle de décomposition de domaine. Elle offre l'avantage de pouvoir s'implanter sur un PC standard et donne des résultats précis en un temps de calcul assez raisonnable. En l'absence de la pression hydrostatique dàns la chambre de combustion, nous avons utilisé des segments avec des films monolithiques et multicouches. Pour les dépôts à une couche, c'est le segment revêtu de D. L. C. , qui présente la plus faible contrainte dans le segment. N résistera mieux à UR endommagement, et confirme les résultats des essais expérimentaux. Pour les films multicouches, comparé au film de type BABA, le film à gradients de propriétés est celui qui présente les meilleurs propriétés de résistances à l'endommagement. La prise en compte de la pression des gaz dans la chambre de combustion, provoque la baisse des efforts normaux qui s'exercent sur l'ensemble segment / chemise
Ln the framework of a European Brite Euram contract we have studied the contact between the coated piston ring and the cylinder of a combustion engine. Ln particular, the issue was to analyse the effect of hard, wear resistant coatings coatings on the stress fields in the coated material. Ln an initial, experimental approach we have bench marked the friction and wear behaviour of real machine elements in a reciprocating pin/disk configuration both in the dry and lubricated friction mode. Ln su ch laboratory environment D. L. C. Coatings turned out to be more wear resistant than conventional hard chromium coatings. Ln the main part of this research, we have done modelling of the simplified problem of an elastic 2D (coated cylinder /flat ) contact. Ln this part we have implemented a boundary element numerical approach in conjunction with domain decompositon. This specifically developed code has the advantage of operating on a standard PC yielding excellent precision and reasonable computation time (in general less than one hour). We have studied the effect of the contact pressure on the stress fields in coated piston rings both for bi-layer and multilayer coatings. Ln the absence of hydrostatic pressure in the combustion chamber - as compared to the hard chromium - the D. L. C. Coating is found to correspond to a lower resolved stress field in the substrate and the coating. This is in qualitative agreement with our experimental results. For multilayer coatings, the best attenuation of the contact stress field in the coated piston rings is achieved for graded evolution of Young'modulus from the interface to the ultimate coating surface. This leads to almost total eliinination of stress discontinuities at the interfaces and attenuation of the resolved Tresca stress fields. The main effect of the pressure in the combustion chamber is to reduce the effective contact pressure and the associated real contact area between the piston ring and the cylinder

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Zemzemi, Farhat. "Caracterisation de modèles de frottement aux interfaces piece-outil-copeau en usinage : application au cas de l'usinage des aciers et de l'inconel 718." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2007. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/fzemzemi.pdf.

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Abstract:

Ce travail contribue à une meilleure compréhension et à la modélisation des phénomènes tribologiques produits aux interfaces Pièce/Outil/Copeau lors d'une opération d'usinage, notamment dans le contexte de l'usinage des superalliages à base nickel (Inconel 718). Deux thermo-tribomètres, capables de réaliser des essais de frottement sous des conditions extrêmes ont été développés. Ils permettent d'éffectuer des essais à des pressions allant jusqu'à 3GPa et des vitesses de frottement supérieures à 380 m/min. En outre, ils sont capables de fournir des informations sur l'aspect thermique de contact. Pour compléter cette étude expérimentale, une modélisation numérique de l'essai de frottement été développée. Cette étude sert à identifier la valeur du frottement local à partir des valeurs macroscopiques. De plus, elle permet de fournir des informations intéressantes sur les grandeurs locales au niveau de l'interface pièce/pion telles que la vitesse locale de glissement, la température et la pression de contact. Les mesures effectuées couplées avec cette étude numérique ont permis l'élaboration de modèles de frottement faisant intervenir le coefficient de frottement adhésif dépendant de la pression de contact et de la vitesse locale de glissement pour les deux couples 42CrMo4/Carbure revêtu TiN et Inconel 718/Carbure revêtu TiAIN
This work aims to bring a signifiant improvement to the understanding of tribological phenomena produced at the Workpiece/Tool/Chip interfaces during a machining operation, especially in the context of the machining of nikel based super alloys (Inconel 718). Two tribometers have been developped enabling the characterization of the friction under extreme contact conditions. It allows to cover a large range of contact pressure up to 3 GPa and high velocities (over 380 n/min). Futhermore, these devices provides information about thermal aspect in the contact interface. A numerical simulation of the friction test has been developed. This method can be used to identify the local friction value from the macroscopic results. Futhermore, it facilities the exploitation of the experimental results in order to reach local parameters such as local sliding velocity, contact temperature and contact pressure. The experimental results coupled with numerical study enable the identification of friction models depending on contact pressure and local sliding velocity 42CrMo4/Carbur coated carbide and Inconel 718/ TiAIN coated carbide

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Vega, Guillaume. "Optimisation de la mise en forme par tréfilage : approche expérimentale, modélisation et simulation numérique." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10173/document.

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Abstract:

Le but du travail de cette thèse est d'optimiser le procédé de mise en forme par tréfilage en utilisant une approche expérimentale, une modélisation analytique et une simulation numérique par éléments finis. Cette étude consiste à analyser les mécanismes de déformation et d'endommagement, mis en jeu par ce processus, qui constitue un problème multi physique complexe. Cette complexité se traduit par l'influence de nombreux paramètres intrinsèques et extrinsèques sur les propriétés de tréfilabilité des matériaux. Une analyse paramétrique du procédé de tréfilage a montré que différents paramètres ainsi que leurs interactions mutuelles, ont des effets significatifs sur la contrainte de tréfilage durant le processus de déformation plastique, en prenant en compte la géométrie de l'outil et le taux d'écrouissage. Les effets de la température dans la filière et de la vitesse de déformation sur le coefficient de frottement, à l'interface fil-filière, ont été pris en considération dans les formulations analytiques. La simulation numérique du tréfilage d'un fil en cuivre a été réalisée en se basant sur une modélisation utilisant une loi de comportement élastoviscoplastique du matériau, validée par des résultats expérimentaux. Les problèmes de contact, les effets thermomécaniques ont été pris en compte dans cette phase de calculs. Un modèle d'endommagement découplé, basé sur un critère énergétique, est utilisé pour prédire la localisation et la forme des défauts dans les fils soumis à des conditions critiques de tréfilage. Les résultats sont validés à partir des données expérimentales et des observations microscopiques de! l'endommagement dans la partie centrale du fil et de l'usure des filières
The aim of this thesis work is to optimize the process of forming by wiredrawing, using an experimental approach, an analytical modeling and a numerical simulation by finite elements. This study is to analyze the mechanisms of deformation and damage, being involved in this process, which is a multi complex physical problem. This complexity is reflected by the influence of many intrinsic and extrinsic parameters on the properties of materials drawability. A parametric analysis of the drawing process has shown that different parameters and their mutual interactions have significant effects on the drawing stress during the plastic deformation process, taking into account the tool geometry and the hardening of the drawn material. The effects of temperature in the die and the strain rate on the coefficient of friction at the interface wire-die have been taken into account in the analytical formulations. The numerical simulation of a copper wiredrawing was done based on modeling using a behavior law for material taking account the hardening and the strain rate dependence, and validated by experimental results. Contact problems, the thermo mechanical effects were taken into account in these calculations. A coupled damage model based on an energy criterion is used to predict the location and the shape of defects in a wire deformed by critical conditions of drawing. The results have validated using experimental data and microscopie observations of damage in the central part of the wire and the die wear

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Houmed-Gaba, Abdourahman. "Hydrogéologie des milieux volcaniques sous climat aride : caractérisation sur site expérimental et modélisation numérique de l'aquifère basaltique de Djibouti (Corne de l'Afrique)." Poitiers, 2009. http://www.theses.fr/2009POIT2266.

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Abstract:

L'aquifère de Djibouti est formé par des basaltes fissurés et des scories datés de 1 à 9 Ma, intercalés des niveaux sédimentaires. Il est localisé en zone côtière sous un climat semi-aride. Cet aquifère revêt une importance capitale pour la ville de Djibouti qui exploite cette ressource à hauteur de 15 Millions de m3/an. Un Site Expérimental Hydrogéologique constitué de 11 forages repartis sur 1 hectare, a été implanté. Les logs de conductivités électriques des forages ont montré un niveau d'eau douce superficiel surmontant un niveau d'eau saumâtre. La lithologie a montré des scories surmontées par des basaltes. Les slug tests effectués sur les basaltes fissurés ont été interprétés à l'aide des solutions de Hvorslev (1951) et Bouwer & Rice (1976). Des perméabilités très faibles de 10-8 m/s ont été obtenues. Les pompages d'essais exécutés sur des scories ont donné des perméabilités très élevées de l'ordre de 10-2 m/s. Au niveau du SEH, les scories se comportent comme un milieu semi-captif avec une drainance à partir des basaltes, conformément au modèle de Hantush-Jacob (1955). Les résultats des analyses chimiques des eaux de l'aquifère, traités par des outils de classification statistique (analyses factorielle de correspondances) ont montré trois types d'eau : le type chloruré, le type sulfaté et le type bicarbonaté. Un modèle numérique de l'aquifère, en régime permanent a été élaboré par la méthode des points pilotes combinée aux fonctionnalités de paramétrisation non-linéaire et de régularisation du logiciel d'inversion PEST. Les résultats du modèle montrent que l'exploitation de cet aquifère a atteint une limite cruciale
The Djibouti aquifer is constituted by fractured basalts and scoria of 1 to 9My old, intercalated by sediments layers. It is localised in a coastal area under semi-arid conditions. This aquifer is exploited over 15 millions m3/year for Djibouti town water supply. A hydrogeological research site which includes by now 11 wells was set up on the aquifer, over 1 hectare area. Lithological logs of the wells show scoria underlying fractured basalt. Electrical conductivity profiles performed on the research site wells show fresh groundwater overlying at places brackish water. Slug tests were conducted on the fractured basalts, using Hvorslev (1951) and Bouwer & Rice (1976) solutions. Long term pumping tests were conducted to characterise the scoria. An estimation of the average hydraulic conductivity is thus obtained for the fractured basalts (K=10-8m/s) and for the scoria (K=10-2m/s). The long term tests have been interpreted using the semi-confined Hantush-Jacob model (1955) which showed that the scorias are under leaky conditions. The chemical analyses results, using multivariate statistical tools (factorial analysis) show three types of water, chloride water, sulphate group and bicarbonate type. A numerical modelling is elaborated using the pilot points methodology in conjunction with the PEST non-linear parameter estimation and regularisation functionality. The water balance showed that the exploitation of this aquifer has reached a crucial limit and cannot be increased without serious risks of degrading its resources

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Goujon, Florent. "Simulations numériques mésoscopiques de brosses de polymères sous compression et cisaillement." Clermont-Ferrand 2, 2003. http://www.theses.fr/2003CLF21459.

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Abstract:

Les brosses de polymères sont constituées par deux surfaces sur lesquelles sont greffées des chaînes de polymères par une de leurs extrémités. L'intérêt de ces matériaux est grand du fait de leur capacité à modifier les propriétés mécaniques et rhéologiques des surfaces greffées. La diversité des échelles spatiale et temporelle mises en jeu dans le comportement de tels systèmes macromoléculaires rend inappropriée toute simulation de type moléculaire. La dynamique dissipative est une méthode mésoscopique qui ignore l'atomicité grâce à une description "gros grains", ce qui permet de simuler la rhélogie de systèmes complexes sur une échelle de temps de l'ordre de la milliseconde. Dans ce travail, un système de brosses de polymères a été étudié en présence de différentes qualités de solvant et divers taux de cisaillement. L'étude de la compression à l'équilibre a été menée afin de comparer les profils de force simulés aux profils expérimentaux et aux théories (SCF et lois d'échelles). Afin de mieux représenter les systèmes réels, un algorithme de dynamique dissipative dans l'ensemble Grand Canonique a été elaboré, nécessitant également le calcul du potentiel chimique dans un système inhomogène en densité. Ces études, très concluantes, ont été étendues à la compression sous cisaillement. Un travail méthodologique a été entrepris sur l'influence de la forme du potentiel conservatif et de la portée de ces interactions. Le travail est complété par l'étude de la déplétion de chaînes de polymères à partir des surfaces greffées. En effet, la présence de chaînes libres, difficile à caractériser expérimentalement, s'avère être un facteur aussi important sur la modification des propriétés structurales et rhélogiques du système que la qualité du solvant

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Steinmetz, Gérard. "Apport de la simulation numérique et de l’expérience pour la compréhension des phénomènes de frottement en emboutissage et hydroformage." Paris, ENMP, 2005. http://www.theses.fr/2005ENMP1389.

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Abstract:

L’industrie de la mise en forme utilise de plus en plus les codes de simulation numérique afin de minimiser les temps de conception et les coûts de mise au point des outillages. Le frottement, qui influence fortement le résultat de la mise en forme, est généralement modélisé par un coefficient de frottement de Coulomb constant. La validité de cette description sommaire du comportement tribologique du triplet tôle–lubrifiant–outils est discutée dans ce mémoire. Dans une première partie relative au procédé d’emboutissage, l’utilisation du tribomètre plan-plan est étendue à la caractérisation de la transition statique–dynamique. Cette nouvelle procédure d’essai met en évidence un niveau de frottement statique plus élevé que le frottement dynamique dans toute la gamme de pressions de contact explorée et pour des tôles d’aciers nus et revêtus. L’influence du frottement statique et plus généralement d’un frottement local et évolutif sur le résultat de la mise en forme est discutée à travers différentes modélisations calées sur les résultats de tribométrie et implémentées dans des codes de calculs par éléments finis (FORGE2® et ABAQUS®) : Une modélisation de la transition statique–dynamique comme fonction de la longueur de glissement, met en évidence l’influence du coefficient de frottement statique sur le retard à l’avalement du flan sous le serre-flan et sur la répartition des épaisseurs dans les zones de faibles glissements relatifs sous le poinçon. Une modélisation du frottement comme fonction de la vitesse de glissement et de la pression de contact permet de prendre en compte de manière réaliste l’influence de l’hétérogénéité de ces paramètres du contact. Pour des vitesses d’emboutissage croissantes, l’écart entre les résultats à frottement constant et variable décroît. La discrétisation du frottement par zone, le frottement sous le poinçon étant plus élevé que sous le serre-flan, permet une réduction sensible de l’erreur commise avec l’utilisation d’un coefficient de frottement constant pour tous les outillages. Le modèle de Devine qui décrit l’histoire microscopique du contact (interactions microplastiques, aspects hydrodynamiques) a été généralisé. C’est un modèle alternatif intéressant qui en outre permet d’estimer l’évolution du frottement local avec l’arasement des plateaux et une approche de l’avarie de contact. La seconde partie est dédiée à l’étude du frottement en hydroformage de tubes. Nous développons un essai de caractérisation du frottement et l’appliquons à des tubes en alliage d’aluminium 6060. Le coefficient de frottement de Coulomb varie entre de très faibles valeurs (0,03) pour des graisses à des valeurs beaucoup plus élevées (0,3) pour des huiles ou des lubrifiant solides. Des simulations par éléments finis mettent en évidence l’influence majeure de cette gamme de coefficient de frottement sur la distribution d’épaisseur en déformation plane
The sheet metal forming industry uses more and more the numerical simulation computer codes in order to minimize the development time and the cost of trial and error loops. Friction which has a major influence on the product quality is usually described by a constant Coulomb friction coefficient. The validity of this very simplified description of the real frictional behaviour is discussed in this thesis. The first part focuses on the stamping process. A new frictional device is developed based on a flat/flat tribometer. It allows measuring either static or dynamic friction coefficient. Experiments on coated and non coated steel sheet demonstrate that the static friction coefficient is significantly higher than the dynamic one on the whole range of contact pressures. The influence of a local and time variable friction coefficient on the result of the stamping operation is discussed using several friction models based on tribometry results and implemented in two numerical codes (FORGE2® et ABAQUS®): The static to dynamic transition of the friction coefficient described as a function of the sliding length underlines the role of the static coefficient of friction on the beginning of sliding under the blank holder and also on the thickness distribution under the punch where small relative sliding occurs. A pressure and sliding speed friction model describes well the influence of the heterogeneity of these quantities. For higher punch speeds, the difference of the results obtained with a constant and a variable friction coefficient decreases. The use of two constant friction coefficients, the punch friction being higher than the blank-holder friction, improves significantly the results. The Devine’s model which describes the influence of the microscopic history of the contact (microplasticity, hydrodynamic effects) has been improved. It is an interesting alternative model which provides also an estimation of the evolution of friction with the plateaux upsetting and the onset of galling. The second part is dedicated to the friction in hydroforming of tubes. We develop a frictional device and apply it to AA 6060 tubes. The Coulomb friction coefficient increase from typical values of 0,03 for greases to 0,3 for other lubricants (oil, solid lubricants). Finite elements calculations show the huge influence of the friction coefficient on the thickness distribution in the case of plane strain forming

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Chevillot, Fabrice. "Dynamique non-linéaire des instabilités vibratoires induites par le frottement dans les freins aéronautiques : études numériques et confrontations essais-simulations." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2009. http://www.theses.fr/2009ECDL0027.

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Ce travail porte sur l’étude de la stabilité et l’analyse non-linéaire transitoire des instabilités mécaniques induites par le frottement dans les systèmes de freinage aéronautique. La compréhension de ces instabilités, par la combinaison d’approches expérimentales et théoriques, permet de réduire ou de supprimer leur risque d’apparition. Cette thèse a pour objectif de prédire les niveaux des vibrations induites par le frottement dans les freins aéronautiques à l’aide d’un modèle phénoménologique non-linéaire capable de reproduire les mécanismes responsables des instabilités. L’approche est focalisée sur les deux phénomènes vibratoires principaux apparaissant entre 0 et 1 000 Hz connus sous le nom de squeal et whirl. Pour appuyer cette démarche, les essais expérimentaux réalisés au sein de Messier-Bugatti - Groupe SAFRAN seront utilisés. La première approche est une étude ”statico-dynamique” dans laquelle la linéarisation des équations dynamiques non-linéaires autour de la position d’équilibre permet de déterminer la stabilité du système par un calcul aux valeurs propres. La stabilité du frein est alors déterminée en fonction de différents paramètres : coefficient de frottement, pression hydraulique, raideur non-linéaire, etc... Une attention particulière a été portée sur l’étude des effets de l’amortissement sur les instabilités vibratoires issues d’un couplage de modes : l’amortissement peut avoir des effets néfastes sur la stabilité du système, qui vont à l’encontre des idées reçues. La deuxième approche concerne l’étude ”dynamique non-linéaire”. L’analyse de stabilité ne permet pas, dans le cas où le système est instable, de connaître les amplitudes vibratoires générées. Une intégration temporelle des équations dynamiques non-linéaires permet alors de calculer les régimes transitoire et stationnaire du système. Des études d’influence sont ensuite menées pour évaluer la sensibilité de la réponse dynamique non-linéaire du frein vis-a-vis de ses paramètres. Le rôle de l’amortissement a été étudié avec attention : les conclusions établies grâce aux études de stabilité sont alors étendues à la dynamique non-linéaire. Des phénomènes transitoires complexes où plusieurs instabilités se développent seront également mis en évidence et analysés. Enfin, les essais expérimentaux montrent une dispersion importante dans l’amplitude des vibrations générées au cours des freinages, bien que les conditions expérimentales soient identiques. L’introduction de lois statistiques dans les paramètres du freinage permet alors de reproduire avec satisfaction la variabilité des amplitudes vibratoires observée en essais
This study deals with the linear and non-linear transient analyses of instabilities induced by friction in aircraft braking systems. The investigation of these instability phenomena, under experimental and theoretical considerations, is useful to design brakes in which vibrations will not be harmful. The aim of this thesis is to predict the amplitude of the oscillations generated by frictioninduced instabilities in an aircraft braking system. To achieve this, a non-linear analytical model of the brake is built in order to reproduce the mechanisms responsible for friction-induced vibrations. Experimental records of the brake under working conditions performed by Messier-Bugatti- SAFRAN Group allow identifying two main vibrations identified in the 0-1,000 Hz range : squeal and whirl. The work is focused on these two phenomena. The first step in the study of a vibration problem is a stability analysis obtained by calculation of the eigenvalues of the Jacobian matrix of the system of non-linear equations linearized at the equilibrium point. The stability of the brake is then investigated with respect to brake parameters : coefficient of friction, hydraulic pressure, non-linear stiffness, etc... In particular, the effects of damping in mode-coupling instabilities are assessed. It appears that the addition of damping into the equations of motion does not lead systematically to the stabilization of the system, which runs counter to the generally accepted idea. The second step concerns the non-linear dynamics. If the system is unstable, the stability analysis gives no information on the amplitude of the oscillations or on the non-linear transient behavior. By integration of the full set of non-linear equations, the stationary and transient regimes are computed. The sensibility of the non-linear response of the brake is then studied with respect to brake parameters. In particular, the effects of damping are investigated in details : the conclusions established on the stability analysis are extended to the non-linear dynamics. Complex non-linear transient behaviors when several instabilities occur are also highlighted and analyzed. Finally, experimental tests reveal that the brake can generate vibrations of various amplitude, although the experimental conditions are identical. The introduction of statistical laws in the braking parameters allow simulating with a good agreement the variability of the vibratory levels observed when a series of tests is performed

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Kadjo, Amangoua. "Caracterisation et contribution à l'optimisation des performances électriques des PEMFC." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2279.

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Le fonctionnement des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est complexe suite au grand nombre de paramètres de fonctionnement à contrôler. Une connaissance détaillée des phénomènes de transferts se produisant dans le coeur des piles est donc nécessaire. Cette thèse est consacrée à l’étude expérimentale des PEMFC alimentées en hydrogène (anode) et oxygène ou air (cathode) ; divers aspects technologiques et scientifiques ont été étudiés en vue de contribuer à l’amélioration des connaissances et performances énergétiques de ces générateurs électriques. La mise au point d’un banc d’essais supportant des puissances maximales de 1,2 kW, entièrement automatisé sous LabView, a été réalisée pour tester aussi bien des mono-cellules que des stacks. Une partie importante du travail expérimental a été associée à la maîtrise et à l’optimisation des assemblages de mono-cellules PEMFC (couple de serrage, types de joints d’étanchéité et de couches de diffusion de gaz). A partir d’AME appropriés et de l’optimisation des assemblages des PEMFC, on a pu obtenir une densité de puissance maximale de l’ordre de 1,3 W/cm², résultat qui est supérieur à ceux généralement trouvés dans la littérature (de l’ordre de 1 W/cm²). L’amélioration de la fluidique des plaques bipolaires (ajout d’un système de déflecteur) des cellules a permis d’augmenter considérablement la durée de vie des PEMFC. En outre, une étude systématique de l’influence des paramètres de fonctionnement (température de cellule, humidité des réactifs, pression anodique et cathodique et débit des réactifs) sur les performances électriques des cellules a été effectuée. Celle-ci a permis de définir des conditions standard de fonctionnement pour l’étude de l’influence de différents types d’AME. Dans ces conditions standard, différents AME ont été testés, avec pour objectif l’augmentation des performances électriques et la réduction de la charge en catalyseur. Une modélisation des phénomènes de transferts couplés dans les PEMFC a été développée à partir notamment des équations de Stefan-Maxwell (couches de diffusion et réaction), de Butler-Volmer (couches de réaction) et de la diffusion de l’eau (membrane polymère). Cette modélisation permet d’interpréter nos résultats expérimentaux et d’orienter les recherches d’optimisation des performances électriques. En effet, elle facilite la compréhension fine des phénomènes de transferts, la recherche des paramètres de sensibilité prépondérants, la prévision et l’amélioration des performances électriques, ainsi que l’identification de certains paramètres mal connus (charge en platine, conductivité ionique de la membrane,…) à partir des tests en pile.

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Meunier, Alain. "Simulations numériques de suspensions de sphères dans un fluide visqueux." Nice, 1990. http://www.theses.fr/1990NICE4375.

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Abstract:

Le sujet de la thèse est l'étude, par simulation numérique, de systèmes de particules sphériques dans un fluide visqueux. Dans le premier chapitre, on développe une méthode pour calculer les interactions hydrodynamiques de N sphères dans un fluide, en présence d'une paroi rigide. La deuxième partie est consacrée à l'étude de situations simples que nous avons modélisées en utilisant une méthode de sommation des interactions deux à deux. On note un aspect inattendu du comportement de deux sphères côte à côte d'un plan, en présence d'un cisaillement qui, contrairement à la situation en milieu infini, ne forment pas un doublet mais ont tendance à se séparer. Le troisième chapitre traite de la filtration tangentielle où une suspension de particules est cisaillée au-dessus d'une paroi poreuse. Nos résultats montrent, qu'en l'absence d'une force de répulsion entre particules, l'évolution du système ne peut se décrire en terme de diffusion mais qu'il suffit d'ajouter cette force pour que l'on observe la re-suspension d'un sédiment. La dernière partie traite des contraintes s'exerçant sur des agrégats de sphères flottantes dans un cisaillement, et de leur coefficient de friction. Nous obtenons un rayon hydrodynamique voisin du rayon de giration. Dans le cas de chaînes de particules alignées ou d'agrégats déterministes, la contrainte varie comme le cube de N, nombre de particules. Dans le cas des agrégats aléatoires, elle est proportionnelle à N. Enfin dans le cas des chaînes à rotation libre, la contrainte varie en puissance de l, longueur de persistance de la chaîne

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Abbouchi, Houssein Villechaise Bernard Francisco Arthur. "Etude de la fatigue de contact de roulement approche expérimentale dans un matériau fragile et modélisation numérique /." Poitiers : I-Médias, 2008. http://08.edel.univ-poitiers.fr/theses/index.php?id=1535.

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Tran, Gia Phuong. "Crack Inspection and simulations with Eddy Current Thermography for the Aerospace Industry." Thesis, Université Laval, 2013. http://www.theses.ulaval.ca/2013/30044/30044.pdf.

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Abstract:

La Thermographie des Courants de Foucault (Eddy Current Thermography, ECT) est une méthode de contrôle non-destructif (CND) sans contact, et de nos jours il est utilisé dans une large gamme d'applications. Cette méthode combine les techniques de courants de Foucault et des techniques de thermographies de type CND afin de fournir une méthode efficace pour la détection des fissures. Dans cette méthode, le courant de Foucault est généré dans les échantillons métalliques. Si l'échantillon contient des fissures, le déplacement du courant et la propagation de la température à l'intérieur des échantillons métalliques seraient affectés par ces fissures. Les changements de la distribution de température sont captés par une caméra infrarouge. L'un des principaux défis de cette méthode est qu'elle nécessite beaucoup de paramètres dans les expériences, tels que l’excitation des bobines: la valeur de la fréquence, le nombre de tours, le matériel de fil, le rayon de la bobine ... Afin d'optimiser les expériences, la simulation numérique est nécessaire, et le logiciel COMSOL Multiphysics® FEM est une solution très appropriée. Pendant le processus de simulation, une limite de détection de fissure a été proposée pour une fissure dans un spécimen métallique donné. Les résultats de la simulation et de la limite de détection des fissures sont également vérifiés au moyen d’expériences en laboratoire. L'objectif final de cette thèse est de fournir une image globale de la Thermographie des Courants de Foucault, la limite de détection des fissures et la manière dont la simulation ainsi que les expériences doivent être effectue afin de détecter les fissures dans les échantillons de plaques métalliques. Ces échantillons ont été fournis par L3-MAS et Pratt & Whitney Canada (PWC), les partenaires industriels impliqués dans ce projet quia été financé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et le Consortium de recherche et d'innovation en aérospatiale au Québec (CRIAQ).
Eddy Current Thermography (ECT) is a non-contact, non-destructive testing (NDT) method, and nowadays it is used in a wide range of applications. This method combines eddy current and thermographic NDT techniques in order to provide an efficient method for crack detection. In this method, the eddy current is generated into metallic specimens. If the specimen contains cracks, the current flow and temperature propagation inside the metallic specimens would be affected by these cracks. The changes of temperature distribution are captured by an infrared camera. One of the main challenges in this method is that it requires many parameters in the experiments, such as coil excitations: the frequency value, number of turns, material of wire, radius of the coil...In order to optimize the experiments, numerical simulation is necessary, and COMSOL Multiphysics® FEM software is a very suitable solution. During the simulation process, a crack detection limit for a crack in a given metallic specimen has been proposed. The simulation results and crack detection limit are also verified using experiments in the laboratory. The final goal of this thesis is to provide the overall picture of the Eddy Current Thermography, crack detection limit and the manner in which to simulate as well as perform the experiments in order to detect cracks on the metallic plate specimens which were provided by L3-MAS and Pratt & Whitney Canada (P.W.C), the industrial partners involved in this project which was sponsored by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) and The Consortium for Research and Innovation in Aerospace in Québec (CRIAQ).

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Girard, Patrick. "Diagnostic de pannes temporelles dans les circuits digitaux." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20053.

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Abstract:

L'objet de cette these est le developpement d'une methodologie de diagnostic des pannes temporelles dans les circuits digitaux. Nous avons propose une alternative a l'utilisation de la simulation de fautes, basee sur l'analyse de chemins critiques. Les resultats obtenus ont permis de mettre en evidence la surete et la precision du processus de diagnostic

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Pam, Abdoulaye. "Méthodologie d’émulation pour le test de chaîne de puissance de véhicules électrifiés." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I027.

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Abstract:

L’électrification des véhicules est devenue, depuis plusieurs années, une solution incontournable pour faire face aux différents problèmes écologiques dans le transport. Ainsi des véhicules électrifiés (hybrides et électriques) sont de plus en plus mis en circulation. Des procédures de tests de leurs divers composants sont mises en place pour optimiser la conception, production et qualité de ces véhicules. L’émulation (‘‘Hardware-in-the-Loop’’ simulation) de puissance est devenue une étape importante, dans le cycle de développement des véhicules, pour la réalisation de ces différents tests. Pour diminuer les contraintes de délais et de coûts, le développement rapide d’émulateurs fiables et flexibles est nécessaire. L’objectif de cette thèse est de proposer une méthode pour la mise en œuvre d’émulateurs de puissance de chaine de traction de véhicules électrifiés pour le test de leurs ensembles fonctionnels. Le formalisme REM (Représentation Energétique Macroscopique) est utilisé comme outil d’organisation pour la synthèse des divers émulateurs de puissance. La méthodologie développée est utilisée pour tester la batterie et les entrainements électriques d’un véhicule hybride série. D’abord, une représentation unifiée du modèle de simulation énergétique du véhicule hybride série est réalisée. Ensuite, cette méthodologie est appliquée au test de la batterie du véhicule cible. Elle est enfin appliquée pour le test d’entrainements électriques. Des résultats expérimentaux sont fournis tout au long de ce mémoire pour valider ces divers émulateurs
The electrification of transportation has become, for several years, an essential solution to deal with the various ecological problems in transport. Thus, electrified vehicles (hybrid and electric) are more and more put on the road. Test procedures for their various components are organized to optimize the design, production, and quality of these vehicles. Power Hardware-in-the-Loop simulation (using power emulators) has become an important step in the vehicle development cycle for these various tests. To reduce time and cost constraints, the rapid development of reliable and flexible power emulators is necessary. The objective of this PhD thesis is to propose a method for the design of power emulators for electrified vehicles for the testing of their various functional subsystems. EMR (Energetic Macroscopic Representation) formalism is used as an organization tool for the design of the various power emulators. The methodology developed is used to test the battery and electric drives of a series hybrid electric vehicle. First, a unified representation of the energetic simulation model of the series hybrid electric vehicle is proposed. Next, the methodology is applied for the battery testing of the reference vehicle. Finally, the methodology is applied for electric drives testing. Experimental results are provided throughout this PhD thesis to validate these various power emulators

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Le, Louarn Catherine. "Étude et réalisation d’un outil de simulation et de test pour le logiciel temps réel." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPI224.

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Abstract:

Le test de logiciel temps réel tend à mettre en évidence des erreurs de traitement, le non respect de spécifications fonctionnelles ou de contraintes liées au code. Dans une optique « analyse de sûreté », ce test doit pouvoir être effectué indépendamment du matériel cible (dont l’acquisition n’est pas envisageable) mais doit cependant permettre d’étudier le comportement du logiciel testé en présence de défaillances simulées du matériel. Le test est utile au long des phases de développement, de validation et de maintenance d’un produit. Nous présentons ici un outil, appelé OST, qui simule l’exécution du code et le comportement de son environnement logiciel et matériel. L’exécution du test est surveillée et de nombreuses informations sont collectées automatiquement. Dans ce mémoire, nous présentons les mécanismes et objets internes qui régissent le fonctionnement de l’outil. Ensuite nous décrivons les moyens dont dispose l’utilisateur pour construire les jeux d’essais et l’environnement du logiciel sous-test. Nous définissons les moyens interactifs mis à sa disposition. Enfin la réalisation d’un prototype de l’outil est présentée ainsi que les essais d’utilisation qui ont été faits.

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Chen, Zhou. "Simulation virtuelle des essais de validation pour l'ameublement - meubles à base de plaques." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC2071.

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Abstract:

La simulation numérique est un outil puissant au service de la conception de produit et la réalisation d’« essais virtuels pour meubles » permet de raccourcir la phase de mise au point et d’optimisation des produits. L’objectif du travail présenté est de mettre au point un outil de simulation permettant aux industriels de mener une étude de validation (tenue aux tests normalisés) avant la mise en fabrication des meubles. De nombreux outils de calcul 3D permettent ces simulations mais le domaine de l’ameublement est spécifique : d’une part, les éléments de meuble sont généralement de géométrie simple assimilable à un assemblage de plaques et/ou de poutres mais d’autre part, (i) les matériaux utilisés (ici, panneaux de particules) présentent beaucoup de dispersions dans leur comportement hétérogène et anisotrope et (ii) les liaisons entre éléments de meubles peuvent être complexes et induisent des effets locaux qu’une modélisation simplifiée en plaques et poutres ne peut représenter. Ces spécificités nous amènent à développer un code dédié aux meubles dans lequel une bibliothèque d’éléments de liaisons sera introduite et où les paramètres matériaux seront modélisés par des variables aléatoires suivant des lois de probabilité a priori inconnues. Cette étude porte sur le second point et présente l’identification des propriétés élastiques du matériau bois en panneau de particules à partir d’une technique d’analyse d’images et la mise en place d’un modèle éléments finis plaques pour simuler la réponse de meubles aux essais de validation. Une étude statistique du comportement des meubles prenant en compte la dispersion des propriétés matériaux est menée en utilisant une méthode de Monte Carlo
In furniture industry, the numerical simulation allows the design and optimization of wood-based structures, thus avoiding expensive experimental campaigns. Most of wood-based furniture present some particular features in terms of material properties and geometries. On the one hand, the properties of timber materials (such as particule boards) are strongly heterogeneous and anisotropic. On the other hand, the furniture are often made of simply-shaped elements and then can be represented by an assembly of plates and/or beams. The present work deals with those specific features and presents the identification of the elastic properties of particle boards from digital image correlation (DIC) [Chevalier et al. 2001] as well as the simulation of the mechanical behavior of furniture. First, three-point bending tests based on Timoshenko’s beam theory are performed on different samples cut from a prototype desk for the identification of the material properties using DIC techniques. Secondly, a probabilistic model for the uncertain material parameters is constructed by using the Maximum Entropy (MaxEnt)principle [Soize 2017] combined with a Markov Chain Monte-Carlo (MCMC) method based on Metropolis-Hastings algorithm for generating realizations of the underlying random variables. Thirdly, numerical virtual tests are performed to propagate the uncertainties in the material properties through the model and assess the impact of such variabilities on the response of the structure. Lastly, several real tests were previously conducted on the desk in order to validate the proposed numerical approach. Quite good agreement is observed between the numerical computations and the experimental measurements

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Martinot, François. "Caractérisation du rôle de la dynamique du toucher dans la perception de textures." Lille 1, 2006. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/b39342cc-8dd3-42f3-83cd-c03147fe8f65.

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Abstract:

La connaissance des biomécanismes du toucher latéral est un prérequis a la conception d'interfaces homme-machine visant a simuler l'exploration haptique de la texture. Toutefois, l'influence de la dynamique du frottement d'usage sur la perception de la rugosite n'est pas encore clairement établie. D'abord, l'action n'est pas suffisamment caractérisée. Ensuite, la description des sources vibratoires au contact reste méconnue. Enfin, le role frictionnel et tactile des crêtes de l'empreinte digitale joué dans le jugement de rugosité reste à définir. Grâce à des techniques de mesure et de traitement du signal, nous avons analysé le comportement dynamique in vivo des membres, de la pulpe et des dermatoglyphes du doigt. Notre travail fait état d'un guidage du mouvement du doigt de nature aléatoire. Nos campagnes de mesures mettent en évidence l'absence de relation consistante entre le relief de texture et les phénomènes vibratoires au contact. Celle-ci s'explique par la complexité de la tribologie du toucher. Pour finir, nous montrons la nécessité d'emboltement entre états de surfaces commensurables pour percevoir la texture fine. Le motif d'empreinte justifie la régulation du mouvement volontaire visant a la perception de la microtexture nous devons explorer si la forme de la texture de notre peau s'adapte à celle du materiau touché pour quantifier l'intensité de sa rugosité. Même si les phénomènes macroscopiques expliquent principalement la perception, nos travaux suggèrent l'importance des aspects micromécaniques du toucher, surtout dans le cas de la texture fine. De fait, ceci nous conduit à apporter de nouvelles recommandations de conception pour les afficheurs tactiles.

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Roy, Sébastien. "Mesure de l’adhérence et des propriétés mécaniques de couches minces par des essais dérivés de la nanoindentation. Application à la microélectronique et au biomédical." Paris, ENMP, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00289845.

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Abstract:

Ce travail s’articule autour de trois essais mécaniques mis en place sur un appareil de nanoindentation pour caractériser des couches minces de cuivre, de SiN et de SiCN pour des applications microélectroniques (interconnexion), et des couches minces polymères pour des applications biomédicales (revêtement de stent actif). L’essai de nanoindentation normale a été utilisé pour la mesure des propriétés mécaniques des couches de cuivre (500 nm d’épaisseur) déposées sur un substrat Ta/TaN/SiO2/Si. Les résultats expérimentaux, appuyés par une simulation numérique 2D, ont démontré l’inadéquation du modèle d’Oliver et Pharr pour ces couches minces métalliques du fait de la croissance d’un bourrelet autour de la zone de contact. Un effet d’écrouissage des couches de cuivre, augmentant avec leur température de recuit, a également été mis en évidence par une croissance drastique des valeurs de dureté au cours de la pénétration de l’indenteur. L’essai de nanoindentation sur coupe ou « Cross Sectional Nanoindentation » a été employé pour mesurer l’adhérence de ces mêmes couches de cuivre. Les travaux expérimentaux ont permis d’améliorer le protocole expérimental et l’interprétation mécanique de cet essai récent. Les résultats ont mis en évidence la forte influence de la température de recuit et de la présence, ou non, de gravures sur l’adhérence des couches. Une approche numérique 3D a été développée pour la quantification énergétique de l’essai. L’essai de micro-rayure a permis, dans un premier temps, d’évaluer l’adhérence des couches dures SiN et SiCN (40 à 120 nm) déposées sur un substrat Cu/Ta/TaN/SiO2/Si. L’accent a été mis sur l’influence de l’épaisseur de la couche et de l’usure de la pointe sur la force critique d’endommagement. Une modélisation par éléments finis a montré que le délaminage de la couche mince est provoqué par d’importantes contraintes à l’interface SiCN/Cu et dans le revêtement. L’essai de micro-rayure a ensuite été appliqué à des couches polymères (500 à 1000 nm) déposées sur acier inoxydable. Ces échantillons présentent un comportement radicalement différent de celui des couches SiN ou SiCN. Les résultats montrent l’avantage procuré par une couche électro-greffée utilisée en tant que primaire d’adhésion
Three different tests, developed on a nanoindentation apparatus, are used for the mechanical characterization of various thin films: Cu, SiN and SiCN films for microelectronics (interconnection) and polymer films for biomedicals (drug eluting stent). Basic nanoindentation test is used for the measurement of mechanical properties of 500 nm Cu thin films deposited on Ta/TaN/SiO2/Si substrate. The experimental results and the 2D finite element calculations show the inadequacy of the Oliver and Pharr analysis for this kind of materials, because of the growth of a pile-up around the contact area. A work-hardening effect also induces a huge increase of the hardness values during penetration. This work-hardening effect is influenced by annealing temperature of the Cu films. Mechanical adhesion of Cu films was then measured by Cross Sectional Nanoindentation (CSN). The experimental procedure and the mechanical interpretation of this test were strongly improved. Results show the influence of annealing temperature and substrate patterning on Cu adhesion. A 3D numerical simulation is developed to calculate deformation energy spent during film delamination. A micro-scratch test was employed for adhesion measurement of SiN and SiCN thin films (40 to 120 nm) deposited on Cu/Ta/TaN/SiO2/Si substrate. The influence of the film thickness and the wear of the indenter tip on the critical force are studied. Finite element calculations show that the delamination at critical force is due to high stress in the SiCN film and at SiCN/Cu interface. Micro-scratch test was then applied to polymer films (500 to 1000 nm) deposited on stainless steel. The results show the enhancement of the adhesion when an electro-grafted sub-layer is used to promote steel/polymer interface

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Yang, Yi. "Design and control of an integrated haptic interface for touch screen applications." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10095/document.

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Abstract:

Le manque de retour tactile est un problème important pour les écrans tactiles actuels. Sans retour tactile, les utilisateurs doivent compter sur leur sens visuel pour interagir avec les écrans. En conséquence, les performances en interaction des utilisateurs sont détériorées et la charge de travail visuel est très importante. Cette thèse présente la conception et l’évaluation d’un dispositif à retours de force et tactile pour améliorer l’interaction avec les écrans. Le dispositif est composé d’un retour d’effort à câbles et d’un retour tactile basé sur l’effet « squeeze film ». Le système à câbles comporte 4 câbles pour appliquer des efforts sur un ou deux doigts, grâce au contrôle de la tension des câbles. Il peut fournir du retour d’effort à l’utilisateur lorsque celui-ci attrape un objet virtuel et interagit avec d’autres objets. Le système à retour tactile est basé sur la réduction contrôlée du frottement d’une surface par effet « squeeze film ». Nous en proposons une modélisation analytique pour estimer la consommation énergétique ; nous avons utilisé ce modèle pour concevoir un stimulateur tactile large (198mm x 138mm) équipé de peu de piézo-céramiques pour sa mise en vibration, afin de diminuer la consommation. Ces deux systèmes peuvent être utilisés séparément et aussi de façon couplée pour fournir les deux retours simultanément lorsque l’utilisateur touche une surface. Le système haptique complet a été évalué sur la simulation d’une frontière. Par comparaison avec la configuration habituelle (retour d’effort seul), le dispositif haptique complet permet une amélioration de la stimulation en laissant percevoir la frontière de façon plus raide et plus nette
The lack of haptic feedback is a significant problem of current touch screens. Without haptic feedback, users have to rely almost entirely on visual feedback to operate on a touch screen. As a result, users’ performance is deteriorated and users’ visual workload is increased. Adding tactile feedback to touch screens has shown to be a promising solution to address this problem. However, the force feedback in interactions with virtual objects on touch screens is not provided. This thesis presents the design and evaluation of an integrated haptic device for enhancing interactions on touch screens. The device consists of a cable-driven force feedback device and a squeeze film based tactile device. The cable-driven force feedback device uses four cables to provide force feedback to one finger or dual fingers through controlling the cable tensions. It can provide force feedback when the user clicks a button, grasps an object and interacts with other objects. The tactile device is based on the squeeze film effect to reduce the friction coefficient on the touch surface. We propose an accurate model to analyze the power consumption of the device and use the model to develop a large area (198 mm × 138mm) tactile device with very few piezoceramics and low power consumption. Each of these two devices can be used individually and the integrated device is able to provide simultaneous force feedback and tactile feedback on a touch surface. The coupled haptic feedback has been evaluated through simulating a boundary. As compared with a single type of haptic feedback (e.g. force feedback), the coupled haptic feedback enhances the simulation by making the boundary stiffer and crisper

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Olivier, Loïc. "Prévision du vieillissement thermo-oxydant de composites à matrice organique dédiés à l'aéronautique : prise en compte des couplages multiphysiques." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Olivier-Loic/2008-Olivier-Loic-These.pdf.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est de comprendre, quantifier et prédire les conditions d’amorçage de l’endommagement dans les matériaux composites C/Epoxy aéronautiques soumis à un environnement thermo-oxydant. Un banc d’essai original a été conçu pour maintenir des échantillons composites en température, sous pression de gaz et sous chargement mécanique simultanément, afin d’étudier les couplages qui peuvent apparaître entre les mécanismes de déformation et de thermo-oxydation. D’un autre côté, une modélisation multiphysique est proposée. Elle est construite dans le cadre thermodynamique des milieux réactifs ouverts : cette approche permet de prendre en compte un grand nombre de mécanismes et établit la forme sous laquelle s’expriment leurs couplages. Le modèle est ensuite implanté dans un code de calcul par éléments finis, pour simuler de manière réaliste l’évolution du composite (champs de contraintes et d’éléments d’oxydation) pendant un cycle de thermo-oxydation. Afin de valider le modèle, une confrontation quantitative est effectuée entre les valeurs expérimentales mesurées de la profondeur des retraits matriciels et celles prédites par le modèle. Un bon accord a été trouvé dans diverses configurations, tant que le retrait généré par la thermo-oxydation ne conduit pas à l’endommagement du matériau. Dans le cas contraire, l’apparition de l’endommagement a été détectée et le scénario d’amorçage est maintenant correctement appréhendé. Enfin, une étude prospective est menée en vue de développer une approche multi-échelle, et mettre ce modèle au service de la prédiction de la durée de vie de pièces composites stratifiées
The aim of the study is to understand and forecast damage onset conditions in aeronautic C/Epoxy composite materials, under thermo-oxidizing environment. An original testing device is presented, built for loading mechanically composite samples under temperature and gas pressure simultaneously, and studying couplings between deformation and thermooxidation mechanisms. On another hand, a multi physic modeling is performed, minimizing the resort to phenomenological parameters: this theoretical approach is taking into account all phenomena, and provides an expression of the coupling expressions. The model is then implemented in a finite element code, to simulate in a realistic way the composites evolution during a thermo-oxidizing cycle. A quantitative comparison is done between experimentally measured and numerically pre dicted matrix shrinkage values. A good agreement is observed in all onfigurations, as far as damage onset has not occurred. In the latter case, this onset can be detected and the scenario of damage initiation can be foreseen. In the end, the perspective of a multi scale approach is investigated, in order to extend the models application capability to the service life of large structural laminate components

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Verone, Benjamin. "Étude du comportement statique et dynamique d'un matériau composite textile interlock 3D - caractérisation expérimentale et modélisation numérique." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/35273.

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Abstract:

Ce mémoire présente les travaux de développement d’un outil de simulation numérique du comportement d’un matériau composite textile spécial appelé interlock 3D. Ce tissé composite présente des performances intéressantes de résistance au choc et de tolérance aux dommages. Ces propriétés lui viennent de la présence de torons tissés à travers l’épaisseur. De ce fait, ce matériau peut être une alternative très intéressante aux composites stratifiés conventionnels, qui n’ont que des fibres orientées dans le plan, pour des applications aéronautiques où des éléments sont soumis à des impacts et sujets au délaminage. Ce travail présente une campagne expérimentale qui vise à caractériser le comportement du matériau dans les directions du plan et à travers l’épaisseur. Par la suite des lois de comportement sont développées pour reproduire le comportement dans chaque direction. Mettre en place la mécanique d’endommagement, ainsi que le comportement inélastique ont été les parties les plus complexes. Ce modèle est par la suite implanté dans le logiciel éléments finis ABAQUS/Explicit en utilisant une sous-routine VUMAT. Des simulations du comportement mécanique du matériau sont premièrement réalisées pour valider les prédictions du modèle dans l’ensemble des directions. Ensuite, des essais d’indentation quasi-statique sont effectués et les résultats sont comparés aux prédictions du modèle. Enfin, des simulations dynamiques d’impact sont réalisées sur le composite tissé en utilisant des projectiles rigides et mous ainsi que différentes configurations. Des comparaisons avec des résultats expérimentaux montrent la bonne capacité du modèle à reproduire le comportement du matériau lors de l’impact avec un projectile rigide à faible vitesse. Les hautes énergies d’impact traduisent des lacunes dans la mécanique d’endommagement proche de la rupture. Les résultats d’impact avec un projectile mou à faible vitesse sont encourageants et montrent l’aptitude du modèle à fournir une estimation correcte de la force d’impact, bien que surestimée dans certaines configurations
This study presents the development of a tool for numerical simulation of the behavior of a special textile composite material called interlock 3D. This composite woven fabric exhibits interesting performance in terms of impact resistance and damage tolerance. These properties come from the presence of strands woven through the thickness. As a result, this material can be a very interesting alternative to conventional laminated composite, which have only planar oriented fibers, for aeronautical applications where elements are subjected to impacts and subjected to delamination. This work presents an experimental campaign aimed at characterizing the behavior of the material in the in-plane directions and through the thickness. Subsequently behavior laws are developed to reproduce the mechanical behavior in each direction. Seting up the mechanics of damage, as well as the inelastic behavior were the most complex parts. This model is subsequently implemented in the ABAQUS / Explicit finite element software using a VUMAT subroutine. Simulations of the material mechanical behavior are first performed to validate the predictions of the model in all the directions. Then, quasi-static indentation tests are performed and the results compared to the model predictions. Finally, dynamic impact simulations are carried out on the woven composite using rigid and soft projectiles as well as different configurations. Comparisons with experimental results show the model's good ability to reproduce the behavior of the material during impact with a rigid low-velocity projectile. High impact energies reflect shortcomings in the mechanics of damage close to rupture. Impact results with a soft low-velocity projectile are encouraging and show the ability of the model to provide a correct estimate of the impact force, although overestimated in some configurations

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Olivier, Loïc Lafarie-Frenot Marie-Christine Grandidier Jean-Claude. "Prévision du vieillissement thermo-oxydant de composites à matrice organique dédiés à l'aéronautique prise en compte des couplages multiphysiques /." Poitiers : I-Médias, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/index.php?id=532.

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Dissertations / Theses on the topic 'Frottement – Essais – Simulation par ordinateur'

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