Dissertations / Theses: 'Loi de comportement mécanique'

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Lê, Trun Tinh. "Comportement thermo-hydro-mécanique de l'argile de boom." Marne-la-vallée, ENPC, 2007. http://www.theses.fr/2007ENPC0729.

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Abstract:

Le travail de thèse a pour but d'étudier le comportement thermo-hydro-mécanique de l'argile de Boom, choisie comme matériau hôte pour le stockage des déchets radioactifs à Mol, Belgique. En premier lieu, l'étude a été menée sur les propriétés de rétention d'eau et le couplage hydro-mécanique du sol par des essais de compression axiale avec suivi de succion par le tensiomètre. Les résultats obtenus ont permis d'élaborer une procédure expérimentale rationnelle pour l'essai triaxial. En second lieu, des systèmes d'essai triaxial à hautes pressions et à température contrôlée ont été développés pour réaliser des essais de compression, de chauffage, et de cisaillement à différentes températures. Les résultats obtenus ont montré clairement le comportement visco-élasto-plastique. Ce comportement a été modélisé en étendant la loi de comportement thermo-élasto-plastique de Cui et al. (2000) à l'effet du fluage.

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Wendling-Mansuy, Sylvie. "Loi de comportement d'une structure de tenségrité élémentaire : application à la mécanique cellulaire." Paris 12, 1997. http://www.theses.fr/1997PA120111.

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Abstract:

Un modele de structures spatiales reticulees base sur le concept de tensegrite, est developpe dans le but de comprendre le comportement mecanique de cellules vivantes a partir de la connaissance des proprietes physiques des elements constitutifs du cytosquelette. Dans ce cadre, les relations contrainte-deformation d'une structure de tensegrite elementaire comportant 6 barres rectilignes quasi-rigides en equilibre avec 24 cables hyper-elastiques sont etudiees pour differentes conditions de chargements quasi-statiques et sur une large gamme de deformations (0 a 100%). Un modele mathematique permet d'extraire la solution linearisee d'un systeme d'equations traduisant (i) l'equilibre des forces aux nuds, (ii) la compatibilite entre deplacements nodaux et deformations des elements et (iii) la loi de comportement des dits elements. Un modele experimental a egalement ete developpe pour valider le modele mathematique. Une analyse dimensionnelle a permis d'identifier les parametres physiques caracteristiques du comportement mecanique des structures de tensegrite. Les resultats sont obtenus sur des structures de dimensions variees, pour differents etats d'autocontrainte et de rigidite des elements. Ils ont ete mis sous forme d'une relation adimensionnelle mettant en jeu la longueur normalisee l* et la tension de reference normalisee t* des elements elastiques. Cette relation qui decrit la rigidite de ces structures en fonction de la deformation globale, permet le passage des echelles macroscopique (des structures physiques) a microscopique (des cellules vivantes). Les resultats numeriques sont en accord avec les resultats biologiques issus de differentes methodes experimentales, notamment concernant l'ordre de grandeur de la rigidite de cellules endotheliales. Ils confirment l'interet du concept de tensegrite pour la comprehension des proprietes mecaniques de la cellule en relation avec le rearrangement des filaments constitutifs et leurs proprietes physiques.

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Couégnat, Guillaume. "Approche multiéchelle du comportement mécanique de matériaux composites à renfort tissé." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00403885.

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Abstract:

Ce travail concerne le développement d'une approche multiéchelle du comportement mécanique adaptée aux matériaux composites à renfort tissé. Le modèle DMD (Discrete Micro Damage) proposé repose sur une description de l'architecture du renfort tissé et de l'arrangement des constituants, de leurs propriétés et de leurs modes d'endommagement. Les variables internes du modèle décrivent directement l'état de fissuration du matériau et les décohésions associées. L'endommagement est introduit sous forme discrète dans des cellules élémentaires représentatives du matériau. Les effets de l'endommagement sont ensuite calculés grâce à des essais numériques d'homogénéisation. Des outils de changement d'échelle spécifiques nécessaires au calcul numérique ont été développés afin de prendre en compte les particularités des composites tissés. Le modèle DMD est identifié et validé pour un matériau composite tissé multicouche à matrice céramique. Enfin, le modèle est implanté dans le code de calcul ZéBuLoN et appliqué à trois cas-tests de calcul de structure.

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Vinet, Alain. "Identification d'une loi de comportement viscoélastique-viscoplastiquepour des stratifiés aéronautiques ; prévision du comportement à long terme à l'aide d'essais accélérés." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2370.

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Abstract:

L'objectif de ce travail mene en collaboration avec le centre commun de recherche de l'aerospatiale est de proposer un modele de prevision du comportement a long terme au fluage de systemes composites stratifies a matrice organique. Ce modele a necessite l'identification d'une loi de comportement viscoelastique-viscoplastique du materiau t800h/f655-2 (graphite-bismaleimide) a la temperature de 120c. A l'echelle du pli unidirectionnel, le travail a consiste a caracteriser les sollicitations principales conduisant a des deformations anelastiques : celle produite par les contraintes normales aux fibres et celle produite par un chargement de cisaillement. Dans l'objectif de faire des predictions, le modele viscoelastique non-lineaire de schapery combine au modele viscoplastique de zapas et crissman a permis de decrire le comportement du pli unidirectionnel. A l'echelle du stratifie, la technique d'homogeneisation a consiste a appliquer la theorie des plaques minces en introduisant les contraintes residuelles de cuisson issues de la fabrication. Un logiciel fortran : previsco associe au modele a ete cree afin de simuler et predire la reponse a des chargements mecaniques constants ou variables pour des stratifies d'empilement quelconque. On constate un excellent accord entre la prediction et les essais de validation sur 3 mois cependant l'acceleration du comportement en fluage est limite superieurement a une decade.

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Duriez, Jérôme. "Stabilité des massifs rocheux : une approche mécanique." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0146.

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Abstract:

La prédiction efficace des éboulements rocheux constitue un des moyens pour se prémunirvis-à-vis du risque naturel représenté par les chutes de blocs. Les joints rocheux jouant un rôle décisif dans le déclenchement de ces éboulements, il faut décrire du mieux possible le comportement mécanique de ceux-ci, et en particulier leur rupture. Une nouvelle loi de comportement de joint rocheux, incrémentalement non linéaire, est ainsi proposée, parallèlement à l'utilisation du critère du “travail du second ordre” pour détecter les conditions impliquant un éboulement. La définition de la loi se base sur un modèle numérique de joint rocheux, utilisant la méthode aux Éléments Discrets via le code Yade. Une fois le comportement des joints rocheux investigué grâce à ce modèle numérique (en lien avec des résultats expérimentaux), et la loi définie puis validée, cette-dernière est étudiée vis-à-vis de ce critère du travail du second ordre. L'existence de “directions instables” de sollicitation, susceptibles d'entraîner la rupture du joint rocheux avant le critère de Mohr-Coulomb, est ainsi mise en évidence. Ces directions instables dépendent tout particulièrement des couplages entre les directions normale et tangentielle du joint rocheux. Une falaise existante est enfin analysée : les “Gorges de Valabres”, situées dans les Alpes-Maritimes. L'analyse est effectuée en utilisant la nouvelle loi de comportement, et le critère du travail du second ordre, dans le cadre d'un modèle numérique discret de la falaise. On observe alors que des sollicitations du chargement simulé correspondent pour certains joints à des directions instables
In order to protect societies against rockfalls, one mean consists in predicting those efficiently. Because rock joints play a great role in such phenomena, describing as good as possible their mechanical behaviour, especially their rupture, is therefore required. Thus, a new constitutive relation of rock joint, incrementally non linear, is presented, with the “second order work criterion”, used to detect conditions trigerring rockfalls. The definition of the relation relies on a numerical model of rock joint, based on the Discrete Element Method, via the code Yade. Once the behaviour of rock joint is investigated thanks to this numerical model (with some experimental comparisons), the relation is defined then validated. It is also studied in the second order work criterion framework. The existence of “unstable (loading) directions” is shown ; these directions can lead to failure before Mohr-Coulomb criterion. They depend especially on the existing couplings between the normal and tangential directions of the rock joint. An existing cliff is finally studied : the “Gorges de Valabres”, located in south of France. It is simulated with a discrete numerical model, which uses the new rock joint constitutive relation and is considered through the second order work criterion. Hence, it is observed that simulated loading corresponds to unstable directions for some rock joints

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Duriez, Jérôme. "Stabilité des massifs rocheux : une approche mécanique." Phd thesis, Grenoble INPG, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00462072.

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Abstract:

Résumé La prédiction efficace des éboulements rocheux constitue un des moyens pour se prémunirvis-à-vis du risque naturel représenté par les chutes de blocs. Les joints rocheux jouant un rôle décisif dans le déclenchement de ces éboulements, il faut décrire du mieux possible le comportement mécanique de ceux-ci, et en particulier leur rupture. Une nouvelle loi de comportement de joint rocheux, incrémentalement non linéaire, est ainsi proposée, parallèlement à l'utilisation du critère du “travail du second ordre” pour détecter les conditions impliquant un éboulement. La définition de la loi se base sur un modèle numérique de joint rocheux, utilisant la méthode aux Éléments Discrets via le code Yade. Une fois le comportement des joints rocheux investigué grâce à ce modèle numérique (en lien avec des résultats expérimentaux), et la loi définie puis validée, cette-dernière est étudiée vis-à-vis de ce critère du travail du second ordre. L'existence de “directions instables” de sollicitation, susceptibles d'entraîner la rupture du joint rocheux avant le critère de Mohr-Coulomb, est ainsi mise en évidence. Ces directions instables dépendent tout particulièrement des couplages entre les directions normale et tangentielle du joint rocheux. Une falaise existante est enfin analysée : les “Gorges de Valabres”, situées dans les Alpes-Maritimes. L'analyse est effectuée en utilisant la nouvelle loi de comportement, et le critère du travail du second ordre, dans le cadre d'un modèle numérique discret de la falaise. On observe alors que des sollicitations du chargement simulé correspondent pour certains joints à des directions instables.

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Lê, Trung Tinh. "Comportement thermo-hydro-mécanique de l'argile de Boom." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003726.

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Abstract:

Le travail de thèse a pour but d'étudier le comportement thermo-hydro-mécanique de l'argile de Boom, choisie comme matériau hôte pour le stockage des déchets radioactifs à Mol, Belgique. En premier lieu, l'étude a été menée sur les propriétés de rétention d'eau et le couplage hydro-mécanique du sol par des essais de compression axiale avec suivi de succion par le tensiomètre. Les résultats obtenus ont permis d'élaborer une procédure expérimentale rationnelle pour l'essai triaxial. En second lieu, des systèmes d'essai triaxial à hautes pressions et à température contrôlée ont été développés pour réaliser des essais de compression, de chauffage, et de cisaillement à différentes températures. Les résultats obtenus ont montré clairement le comportement visco-élasto-plastique. Ce comportement a été modélisé en étendant la loi de comportement thermo-élasto-plastique de Cui et al. (2000) à l'effet du fluage.

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Husson, Jean-Marie. "Loi de comportement viscoélastique avec effet mémoire : application à la mécanosorption dans le bois." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/eecfb8d7-fe33-4a3a-a441-a20e70f3f96a/blobholder:0/2009LIMO4043.pdf.

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Abstract:

Ce mémoire présente une nouvelle loi de comportement traduisant le comportement mécanosorptif du bois. L'approche thermodynamique proposée, pour des sollicitations uniaxiales dans le domaine élastique, permet d'inclure l'effet mécanosorptif dans l'expression analytique de la déformation, en opérant un découplage de la contrainte en une partie mécanique et une partie mécanosorptive. La mémoire du matériau est alors définie comme la rigidité minimale connue sous charge. Un nouveau modèle rhéologique est développé. Son implantation dans un modèle de Kelvin Voigt permet sa généralisation à une sollicitation mécanique quelconque, dans le domaine viscoélastique. Une validation de notre modèle est entreprise par la simulation de différentes expérimentations de traction uniaxiale sur des éprouvettes de petites dimensions ainsi que sur un essai de flexion
This work deals with a thermodynamic approach in order to take into account realistic elastic behavior under moisture content variations. A decoupling of stress into a mechanical stress and a mechanosorptive stress induced by rigidity variations is proposed. In this context, a memory effect is then characterized by the introduction of the minimum of rigidity known between actual time and origin of mechanical stress. A new rheological model is developed and introduced in a Kelvin Voigt model. It allows us to generalize this analytical approach for uniaxial loading in viscoelastic domain. An experimental validation of our model is presented by simulating different uniaxial creep recovery tests on thin specimens and a creep bending test under moisture content variations

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Arafeh, Mohamed Hamzeh. "Identification de la loi de comportement élastique de matériaux orthotropes." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD843.

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Abstract:

Cette étude présente une approche novatrice de conception optimale d'essais en vue de l'identification du comportement élastique en flexion de plaques minces orthotropes. La méthode d'identification employée consiste à recaler les paramètres d'un modèle numérique, ici à base d'éléments finis, sur les résultats expérimentaux, par un processus de moindres carrés. La méthode de conception d'essais que nous proposons optimise : les rapports entre les intensités des efforts, l'emplacement des efforts appliqués et les positions des conditions aux limites sur les bords de l'échantillon dont la géométrie est fixe. Nous avons défini de très opportuns indicateurs de sensibilité de l'essai par rapport aux paramètres à identifier. L'optimisation consiste ensuite à maximiser le plus petit d'entre eux. Cette optimisation est réalisée par un algorithme génétique. Différentes simulations tenant compte des erreurs de mesure et de modélisation ont été effectuées sur les configurations conçues par cette approche. Elles montrent une très bonne stabilité de la procédure d'identification, et les constantes élastiques d'une plaque orthotrope sont identifiées en un seul essai avec une très bonne précision, qui semble bien meilleure que celle des essais classiquement utilisés. On peut donc espérer des résultats positifs avec une expérimentation réelle.

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Roudier, Agnès. "Analyse multi-échelle du comportement hygro-mécanique des fibres de lin." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00741951.

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Abstract:

Les fibres végétales utilisées comme renfort dans les matériaux composites présentent des propriétés mécaniques spécifiques concurrentielles par rapport à celles des fibres de verre. De plus, elles ont l'avantage d'être renouvelables et recyclables. Toutefois, leur principal inconvénient est leur sensibilité à l'humidité, ce qui a pour conséquence d'induire une baisse des propriétés mécaniques ainsi d'une décohésion de l'interface fibre/matrice. L'objectif principal de cette thèse est d'étudier l'influence de l'humidité sur le comportement hygro-mécanique de fibres de lin. La première partie de mes travaux a été consacrée à la caractérisation des propriétés hygroscopiques et mécaniques de la fibre et du composite. Dans la deuxième partie, deux modèles multi-échelles, l'un analytique et l'autre numérique, ont été développés pour l'estimation des propriétés hygro-mécaniques des fibres élémentaires de lin. Ils utilisent en partie pour données d'entrée, les propriétés identifiées dans la première partie.

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Lévesque, Martin. "Modélisation du comportement mécanique de matériaux composites viscoélastiques non linéaires par une approche d'homogénéisation." Paris, ENSAM, 2004. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001237.

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Abstract:

L’objectif principal de ce travail de thèse est d’établir un modèle, s’appuyant sur l’homogénéisation, permettant la prédiction du comportement mécanique de matériaux composites viscoélastiques non linéaires. L’approche est appliquée à un polypropylène renforcé de billes de verre réparties aléatoirement. La première partie du document est consacrée à l’écriture et l’identification d’une loi de comportement viscoélastique non linéaire pouvant être appliquée au polypropylène. La deuxième partie traite de l’établissement du modèle ainsi que de son implémentation numérique. Le modèle d’homogénéisation est développé au troisième chapitre. L’approche proposée permet de transposer certains modèles existants pour des matériaux ne dépendant pas de l’histoire de chargement à des comportements viscoélastiques non linéaires. La méthodologie permet donc de ramener le problème viscoélastique non linéaire à un problème viscoélastique linéaire à histoire de déformations libres. Ce nouveau problème est résolu à l’aide du principe de correspondance viscoélastique linéaire et des transformées de Laplace-Carson. Le quatrième chapitre est dédié à l’implémentation numérique du modèle. On insiste notamment sur le fait que le matériau viscoélastique linéaire de comparaison rencontre les exigences de la thermodynamique des milieux continus. De plus, nous proposons un algorithme conduisant à une inversion précise des transformées de Laplace-Carson. Finalement, la dernière partie de la thèse est consacrée à la validation des modèles proposés. Des modèles éléments finis de la microstructure et l’implémentation de la loi de comportement viscoélastique non linéaire sont réalisés au ch(…)
The main objective of this thesis is to develop a model, based on homogenisation, for predicting the mechanical response of nonlinear viscoelastic composites. The model is applied to a glass beads reinforced polypropylene in which the beads are randomly distributed. The initial part of the thesis is concerned with the development of a three dimensional nonlinear viscoelastic constitutive law that can be applied to this polypropylene composite. The second stage of the thesis deals with the development and identification of the homogenisation model while this theoretical model is presented in Chapter Three. This approach allows material models, for which the response does not depend on the load history, to be applied to nonlinear viscoelastic materials. The approach involves transforming the initial nonlinear viscoelastic problem into one which is linear viscoelastic with a history of stress-free deformations. This problem is solved with the linear viscoelastic correspondence principle and Laplace-Carson transforms. Chapter Four deals with the numerical implementation of such a model. The implementation is achieved in such a way that the comparison materials, which represent the new linear viscoelastic problem, satisfy all thermodynamic requirements. Moreover, a new algorithm has been developed to numerically invert the Laplace-Carson transforms with good accuracy. The final part of the thesis validates the theoretical model through means of finite element models of typical microstructures and the numerical implementation of the nonlinear viscoelastic constitutive law. Comparisons are also presented between the predictions of the homogenisation model, the fi(…)

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El, Moustapha Khadijatou. "Identification d'une loi de comportement enrichie pour les géomatériaux en présence d'une localisation de la déformation." Phd thesis, Université de Grenoble, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01033438.

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Abstract:

Modéliser la localisation de la déformation dans les géomatériaux de manière objective nécessite l'utilisation de méthodes capables de régulariser le problème aux limites en introduisant une longueur caractéristique. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons choisi d'utiliser les milieux à microstructures de types second gradient. Une question, se pose alors quant à l'identification des paramètres constitutifs qui interviennent dans la formulation de ces milieux. L'objectif de cette thèse est de mettre en place une méthode d'identification d'une loi de comportement enrichie de type second gradient. Une partie de l'identification a été réalisée à partir d'essais homogènes, cependant l'identification complète nécessite de considérer des modes de déformation à forts gradients, comme cela est le cas en présence d'une localisation de la déformation. La procédure d'identification développée s'appuie sur des résultats expérimentaux d'essais mécaniques sur le grès de Vosges conduits à deux confinements différents (20 et 30 MPa), pour lesquels le mode de déformation des échantillons a été caractérisé à l'aide de mesures de champs cinématiques (corrélation d'image), y compris en régime localisé. Un certain nombre d'observables ont été extraits de ces essais, qui ont servi à établir la comparaison entre calculs numériques et observations expérimentales. Une étude de sensibilité exhaustive a été menée pour établir une matrice de sensibilité utile par la suite pour l'optimisation des observables. Afin de calculer cette matrice, deux études de sensibilité sont effectuées. Ces études consistent à évaluer l'influence de la variation de chaque paramètre constitutif sur les données sélectionnées. La première étude de sensibilité porte sur la partie homogène des essais, elle permet l'optimisation d'un certain nombre de paramètres qui jouent un rôle uniquement dans cette partie. La deuxième étude concerne le régime de déformation localisé. Celle-ci permet le calcul de la matrice de sensibilité. Grâce à cette matrice, nous avons réalisé une optimisation des observables. Ainsi, chaque observable pourra être optimisé indépendamment des autres. A l'issue de cette optimisation un jeu de paramètre est proposé. Il permet de reproduire de manière fiable, les essais expérimentaux.

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Temimi-Maaref, Nadia. "Comportement thermo-mécanique et rupture de polypropylènes. Etude expérimentale et modélisation." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00188389.

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Abstract:

Les exigences sécuritaires dans le domaine automobile incitent à une connaissance toujours plus approfondie du comportement et de la rupture des polymères utilisés en tant que pièces de structure de l'habitacle. Nous étudions deux polypropylènes couramment utilisés dans ce domaine dans le but de dégager les processus physiques responsables de leur tenue mécanique en vue de la construction d'une loi de comportement pertinente. La caractérisation mécanique de la réponse de ces polymères sous divers types de sollicitations simples et complexes s'appuie sur une méthodologie expérimentale originale et performante alliant des techniques de mesure de champs de déformations et de température.Le comportement des deux polypropylènes en grandes déformations implique plusieurs processus dissipatifs. Un phénomène d'autoéchauffement a ainsi été mis en évidence. Ses conséquences sur les propriétés mécaniques des matériaux sont significatives. Nous avons également observé le développement d'un endommagement se manifestant par la nucléation et la croissance de cavités. Une variable scalaire lui a été associé et mesuré au cours d'un chargement cyclique. L'analyse de ces résultats permet de souligner que la plasticité nos polymères implique une dépendance à la vitesse des propriétés mécaniques ainsi qu'une sensibilité à la pression hydrostatique.L'ensemble de ces observations permet de poser les bases d'une modélisation thermodynamique du comportement et de l'endommagement de cette classe de polymères. L'apport de cette approche a été démontré par la confrontation des résultats expérimentaux à la simulation numérique de la réponse de nos matériaux sous différents modes de chargement.

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Minervino, Matteo. "Effets de la thermo-oxydation sur le comportement mécanique de matériaux composites pour applications aéronautiques." Phd thesis, ISAE-ENSMA Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechique - Poitiers, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00926658.

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Abstract:

L'oxydation conduit à une modification des propriétés mécaniques de la matricepolymère, associée à sa fragilisation, et à la création de déformations résiduelles (retrait) quiinduisent l'amorçage et le développement d'endommagements.Avec l'objectif de prévoir l'amorçage de ces endommagements, il est nécessaire de calculerl'état des contraintes à différentes échelles du matériau vieilli. Il faut donc disposer demodèles de comportement du polymère et du composite dépendant du niveau d'oxydation.Deux types de difficultés se présentent : l'une associée à la nature locale de ce phénomène,difficilement captée par des essais classiques (traction, compression...) et l'autre de parl'aspect visqueux du comportement mécanique, qui doit être identifié sur les temps courts etles temps longs. Ce travail - conduit dans le cadre du programme COMPTINN' - est consacréà l'étude des effets de la thermo oxydation sur le comportement mécanique de deux polymères(une résine Epoxy et une résine Polyimide) et des composites associés (à fibres de carbone),ainsi qu'à la caractérisation de l'amorçage des endommagements induits par la thermooxydation de la matrice. Cette étude se compose de trois parties : mise en place d'une nouvelleméthodologie numérique/expérimentale pour l'analyse des effets de la thermo oxydation sur lecomportement mécanique local du polymère et le développement d'une loi constitutiveappropriée ; mise en place d'une nouvelle approche numérique/expérimentale pour le calculdu champ des retraits matriciels sur la surface des composites UD, conduisant, au cours duvieillissement, à l'amorçage des décohésions fibre/matrice ; développement d'une techniqueexpérimentale pour l'étude de l'interaction mécanique/oxydation au cours d'essais de fatiguede composites stratifiés.

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Muller, René. "Comportement rhéologique et mesures d'orientation moléculaire de polymères à l'état fondu dans un écoulement élongationnel simple." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1988. http://www.theses.fr/1988STR13102.

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A l'aide d'un nouveau rhéomètre, on a caractérisé le comportement réologique en élongation simple de polymères à l'état fondu dont la distribution en masses moléculaires est bien contrôlée : polystyrènes à distribution étroite et leurs mélanges bimodaux. Le facteur de forme des chaînes, au cours de l'écoulement, a été mesuré en fonction du temps et de la vitesse de déformation par D. N. P. A. Sur des échantillons étirés à l'état fondu et trempés. La technique de deutération permet de caractériser sélectivement les constituants des mélanges bimodaux. Les résultats expérimentaux sur le comportement rhéologique et sur le facteur de forme ont été comparés au modèle de ROUSE et à un modèle de réseau temporaire où intervient la déformation réversible macroscopique.

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Chen, Yuguang. "Modélisation du comportement mécanique des grands CFRD : Identification des caractéristiques des enrochements et comportement du masque d'étanchéité amont." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00855689.

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Abstract:

Une modélisation numérique des grands barrages en enrochement à masque amont (CFRD) a été entreprise pour mieux comprendre les pathologies observées sur ces ouvrages récemment construits, principalement des fissures horizontales et verticales sur le masque amont en béton en phase de construction et de mise en eau. Le but de cette modélisation est ensuite de confirmer, préciser ou compléter les solutions proposées par les experts pour éviter ces désordres.D‟abord, une loi de comportement développée au sein d‟EDF-CIH appelée L&K-Enroch a été présentée. Il s'agit d'un modèle élastoplastique qui prend en compte les déformations irréversibles de l‟enrochement sous sollicitation déviatorique et isotrope dans les grands CFRD. Cette thèse propose aussi une méthode de calage des paramètres de ce modèle.Deux modélisations des barrages sont également présentées dans cette thèse afin de vérifier la fiabilité de la loi de comportement L&K-Enroch et de mieux comprendre les pathologies sur le masque amont en béton du CFRD. La modélisation en déformation plane (2D) est d‟abord entreprise et a comme support le barrage d‟Aguamilpa (180,5 m), au Mexique. Une modélisation plus poussée en 3D prenant en compte de l'effet de la vallée est ensuite entreprise. Elle a comme support le barrage de Mohale (145 m) au Lesotho.L'effet d‟échelle de l'enrochement est également étudié en comparant les résultats de simulation pour les matériaux de différentes tailles. L'impact de l‟effet d‟échelle sur le comportement du barrage est aussi analysé.Les simulations présentées en 2D et 3D sont une contribution à l'analyse du comportement mécanique des grands CFRD. Les résultats de la modélisation 2D montrent généralement une bonne correspondance avec les mesures in-situ. La modélisation 3D explique, d'une manière plus convaincante, l‟apparition des fissures sur le masque amont en béton des CFRD. Certaines mesures constructives sont finalement proposées afin de limiter ou d'éviter ces désordres dans le masque.

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Tabourot, Laurent. "Loi de comportement élastoviscoplastique du monocristal en grandes transformations." Phd thesis, Grenoble INPG, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00177810.

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Le but de ce travail est l'obtention d'une loi de comportement plastique à grands taux de déformationdes monocristaux métalliques à structures cubiques en accord avec les résultats expérimentaux sélectionnés dans la littératures et suffisamment maniable pour être utilisable dans un code de simulation des monocristaux et/ou dans des modèles de passage micro-macro.
Le comportement est décrit par des relations simples mais dans lesquelles les principaux mécanismes physiques sont inclus : interactions entre les dislocations de différents systèmes, génération-annihilation des dislocations, seuil d'écoulement des dislocations et viscosité du matériau.
Une identification de ce modèle est faite pour le cuivre en utilisant des résultats caractéristiques extraits de la littérature.
Pour intégrer ces relations, un programme informatique utilisant la méthode des éléments finis en trois dimensions a été spécialement conçu pour la simulation des agrégats de monocristaux. Les résultats de simulations d'essais de traction dans différentes conditions (géométrie de l'éprouvette, orientation cristalline...) sont en bon accord qualitatif avc les résultats expérimentaux (rotation du réseau, nombre et qualité des systèmes actifs, glissements accumulés) prouvant que le modèle proposé est adapté à la description du comportement plastique des monocristaux.
A l'aide du programme, l'influence des paramètres physiques du modèle sur le comportement du monocristal est également analysée.

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Piccuezzu, Eric. "Lois de comportement en géomécanique : modélisation, mise en oeuvre, identification." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1991. http://www.theses.fr/1991ECAP0227.

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Abstract:

Apres un rappel des caractéristiques principales du comportement des geomateriaux, nous présentons dans le second chapitre un modèle de comportement générique pour les milieux granulaires base uniquement sur le critère de glissement de coulomb, le concept d'état critique et la loi de dilatance de roscoe. Nous proposons ensuite trois extensions de ce modèle générique en faisant appel à la théorie des multimecanismes dans laquelle plusieurs sources de plasticité sont introduites. La première extension correspond au cas de plusieurs directions de glissements simultanées, la seconde extension permet de retrouver le modèle orthotrope de hujeux alors que la troisième conduit à un modèle orthotrope dans les axes principaux des contraintes. Dans un troisième chapitre, nous nous intéressons au problème de l'intégration locale des lois de comportement multimecanismes. Divers algorithmes sont testes et de nombreux résultats numériques sont présentes. Un effort particulier a été mené sur la technologie à mettre en oeuvre ainsi que le contrôle du choix automatique du pas de discrétisation dans le cas des modèles multimecanismes couples. Le dernier chapitre est consacre au problème de l'identification des paramètres pour les lois de comportement présentes dans ce mémoire. Nous présentons un outil intègre d'aide à l'identification des paramètres base sur une approche itérative consistant à minimiser une fonction coupt représentative de l'écart entre chemins expérimentaux et simulations numériques. Divers résultats sont présentes qui démontrent l'insert d'une telle approche

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Dupin, Christophe. "Etude du comportement mécanique des matériaux composites à matrice céramique de faible épaisseur." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955585.

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Abstract:

La prochaine génération de moteur d'avion civil, LEAP, développé par Snecma (groupe Safran) et General Electric, intègrera de nombreuses innovations matériaux qui contribueront à la réduction de la consommation de carburant, d'émission de polluants et du bruit. Parmi ces innovations, l'utilisation d'aubes de turbine en CMC (Composites à Matrice Céramique) permettra une réduction significative de la masse du moteur. Les travaux présentés concernent à la fois la caractérisation du comportement mécanique de composites tissés 3D-SiC/Si-B-C et le développement d'une approche multi-échelle du comportement élastique adaptée aux structures CMC complexes. Un premier modèle à l'échelle du fil a été développé en prenant en compte la variabilité du matériau (porosité, architecture, usinage, etc...). Le modèle HPZ (Homogénéisation Par Zone) reposant sur la discrétisation du domaine d'homogénéisation permet de faire le lien entre l'échelle mésoscopique et l'échelle de la structure.

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Dhenin, Emmanuelle. "Identification de la loi de comportement de la membrane d'une capsule placée dans un tensiomètre rotatif." Compiègne, 2000. http://www.theses.fr/2000COMP1261.

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Abstract:

Une capsule consiste en un milieu interne fluide entouré par une membrane déformable. Cependant de la finesse de l'interface, la caractérisation et la détermination des propriétés mécaniques de la membrane est difficile. Afin de déterminer le module d'élasticité Es et le coefficient de Poisson associé, Pieper et al. (Colloid Interface Science,1998) ont introduit une capsule dans un tensiomètre rotatif et ont mesuré la déformation globale D en fonction de la vitesse de rotation w. Un modèle supposant que le comportement mécanique de la membrane est modélisé à l'aide de la loi de Hooke avec Es constant a été développé dans le cadre des petites déformations. Le modèle prédit alors que la déformation D est une fonction linéaire de w2, ce qui est en parfait accord avec les résultats expérimentaux et de façon surprenante y compris en grandes déformations. L'objectif de cette étude est alors de déterminer et de caractériser les phénomènes non linéaires présentes à l'interface en grandes déformations et qui se compensent afin de pouvoir expliquer ce comportement expérimental linéaire. Le comportement mécanique de la membrane est alors modélisé par la loi de Skalak. Cette loi est plus appropriée au cas des grandes déformations et défini deux paramètres élastiques à savoir G module de cisaillement et C équivalent à un module de dilatation surfacique. Si on effectue une analyse correcte des grandes déformations de la capsule, le modèle numérique prédit une dépendance non linéaire de D en fonction de w2. Par ailleurs, la membrane est une mono couche de polymère réticulé. Ainsi, en plus du réseau élastique, il existe des pores ou l'interface est purement liquideliquide. L'introduction dans la loi de comportement d'un terme de tension de surface isotrope ou non ne permet cependant pas de reproduire le comportement linéaire. Seule l'introduction d'une dépendance de G et de C à la déformation locale permet d'identifier les phénomènes non linéaires présents à l'interface.

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Azizi, Fethi. "Loi de comportement des sols raides : détermination de la courbe d'état limite de l'argile verte de Romainville." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPD051.

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Abstract:

L'étude expérimentale de la courbe d'état limite de l'argile verte de Romainville s'intègre dans la suite des recherches entreprises au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées sur les lois de comportement des argiles naturelles. Cette étude a nécessité la réalisation de divers types d'essais en laboratoire suivant des procédures adaptées au caractère gonflant de l'argile verte. La courbe d'état limite de cette argile a été déterminée. Cette courbe, ayant une forme grossièrement elliptique, n'est cependant pas centrée sur la droite représentant le chemin des contraintes Ko. Le caractère anisotrope de l'argile verte a en outre été mis en évidence, et les valeurs de ses paramètres d'élasticité orthotrope ont été déterminées sur une portion limitée du domaine sur consolidé. Ces paramètres ne reflètent cependant que partiellement le comportement de l'argile verte à l'intérieur de sa courbe d'état limite, et ce comportement devrait faire ultérieurement l'objet d'une étude spécifique
The experimental study on the yield state curve of the Romainville green clay is an integral part of the research work undertaken by “Laboratoire Central des Ponts et Chaussées” on the behaviour of natural clays. In order to do this study, we carried out a variety of laboratory trials following procedures adapted to the swelling character of the green clay. The yield state curve of this clay has been determined. This curve has a roughly elliptical shape. However, it is not centred on the Ko stress path. This study has also revealed the anisotropic character of the green clay and the values of its orthotropic elastic parameters have been determined on a limited portion of the over consolidated domain. However, these parameters only represent partially the behaviour of the green clay within its, yield state curve. The analysis of this behaviour should be the subject of another future study

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Dalémat, Marie. "Une expérimentation réussie pour l’identification de la réponse mécanique sans loi de comportement : Approche data-driven appliquée aux membranes élastomères." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019ECDN0065.

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Abstract:

L'identification de la réponse mécanique des matériaux vise à trouver la relation qui existe entre les déformations, les contraintes, etc. Classiquement, cette relation consiste en une (ou des) équation(s) explicite(s) appelée(s) loi de comportement. Compte tenu des phénomènes de plus en plus complexes, le développement de nouvelles lois ainsi que l’ajustement des paramètres sont des tâches difficiles, ce qui souligne les limites de cette approche. Un algorithme appelé Data-Driven Identification développé récemment par Leygue et al. (Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 331, 184-196 (2018)) permet d’envisager un nouveau paradigme : représenter la relation entre les déformations et les contraintes par un nuage de points issus d’essais complexes. Cette méthode repose sur la disponibilité de mesures (i) de champs de déformation obtenus par exemple par corrélation d'images numériques et (ii) de forces résultantes. Elle permet de calculer des champs de contrainte, sans présupposer de loi de comportement, et de construire ainsi une base de données qui échantillonne la réponse mécanique du matériau. Cette thèse propose la première expérimentation sur des données réelles de cet algorithme afin de démontrer sa pertinence. La méthode est tout d’abord confrontée à des jeux de données synthétiques altérées afin de l’adapter à des cas réels en grandes transformations pour lesquels certaines informations sont souvent parcellaires. Ensuite, l’algorithme est appliqué avec succès à des données expérimentales : une membrane élastomère perforée est étirée uniaxialement et les champs de contrainte hétérogènes sont « mesurés » sans loi de comportement. Deux applications de la méthode sont finalement proposées : l’obtention de la réponse mécanique d’une membrane bi-matériau et la prise en compte d’un chargement réellement multiaxial
The identification of the mechanical response of materials aims at finding a relationship between strain fields, stress fields, etc. Classically, this relationship consists in explicit equation(s) referred to as the constitutive equation(s). Considering the more and more complex phenomena, the derivation of new constitutive models and the corresponding fit of material parameters are complex tasks; it underlines the limitations of this approach. An algorithm called Data-Driven Identification recently developed by Leygue et al. (Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 331, 184-196 (2018)) has given birth to a new paradigm: representing the relation between strain and stress fields thanks to a cloud of points obtained from complex experiments. This method is based on the availability of measurements of (i) strain field obtained, for example, thanks to digital image correlation, and (ii) resulting forces. Then, stress fields can be derived without prescribing any constitutive equation, and the corresponding material database can be built. This thesis investigates the validity of this algorithm as applied to real data, in order to demonstrate its relevance. The method is first applied to altered synthetic data sets in order to adapt it to large strain problems, in which measurement information is often incomplete. Then, the algorithm is used with experimental data: an elastomeric perforated membrane is uniaxially stretched and the corresponding heterogeneous stress fields are “measured” without constitutive equation. Finally, two applications of the method are proposed: obtaining the mechanical response of a bimaterial membrane and taking into account really multiaxial loading conditions

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Colin, Christian. "Etude du fluage du dioxyde d'uranium : caractérisation par essais de fluxion et modélisation mécanique." Paris, ENMP, 2003. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00005741.

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Revenu, Pascale. "Caractérisation rhéologique en cisaillement et en élongation de polyéthylènes : application d'une loi de comportement de type Wagner." Saint-Etienne, 1992. http://www.theses.fr/1992STET4019.

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Abstract:

Deux Polyéthylènes (PEBD ET PEBDL) sont testés dans différentes situations d'écoulement : Cisaillement en régime stationnaire et en régime transitoire, elongation uniaxiale pure, filage isotherme et écoulement convergent (analyse de Gogswell). Les résultats expérimentaux sont comparés aux prévisions d'un modèle de type Wagner, nécessitant la détermination de la fonction mémoire et de la fonction d'amortissement. La première est calculée directement à partir des spectres discrets de relaxation obtenus par des mesures dynamiques de G’ et G’’, et la seconde à partir d'expériences de cisaillement et d'élongation en régime transitoire. La validité du modèle et des techniques expérimentales utilisées est discutée et l'influence prédominante des branchements longs sur le comportement rhéologique en cisaillement et en élongation est mise en évidence.

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Bounasser, Meriem. "Étude du comportement mécanique des renforts tressés pour les matériaux composites." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI004.

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Abstract:

L'utilisation des composites à renforts fibreux est en continuelle croissance dans plusieurs domaines, tels que les industries aérospatiales, les transports et le génie civil. Cela est dû principalement à leur excellent ratio légèreté/performances. Les structures tressées font partie des structures textiles utilisées comme renforts pour les composites. Leur procédé de fabrication permet la réalisation de formes complexes et de géométries très variées. Cependant, les nombreux paramètres présents tant au niveau des matières utilisées qu'au niveau des procédés de mise en œuvre impliquent la nécessité de bien maitriser la technologie du tressage afin d'optimiser les paramètres de fabrication et de prédire le comportement final de ces structures de renfort. Ce projet de recherche constitue une étude des paramètres de tressage et du comportement mécanique des structures tressées. Cette étude comporte une partie expérimentale et une partie numérique. Dans la partie expérimentale, plusieurs renforts tressés tubulaires en fibre de carbone sont fabriqués à l'aide d'une machine de tressage radiale 2D couplée à un robot six axes. Des composites à base de ces renforts sont ensuite élaborés par le procédé RTM. Plusieurs essais expérimentaux sont réalisés pour caractériser le comportement des renforts secs et leurs composites afin de pouvoir évaluer l'influence des paramètres géométriques, comme l'angle de tressage, le diamètre de la tresse et le type de la tresse (biaxiale ou triaxiale), sur les propriétés mécaniques des tresses tubulaires. Dans la partie numérique de l'étude, la microtomographie aux rayons X est utilisée pour obtenir le modèle géométrique des renforts tressés. Une analyse par élément finis à l'échelle mésoscopique est réalisée en utilisant une loi de comportement hypoélastique implémentée dans Abaqus/Explicit à l'aide d'une subroutine Vumat
The use of textile composites is increasing in several areas, such as aerospace industries, transportation, civil engineering and others, due to their high strength-weight ratio. Braided structures are one of the textile reinforcements used in different industrial applications for the cost effectiveness of their manufacturing technique, its versatility and the wide range of shapes it can offer. The special structures with the special functionalities needed in each composite application make the braiding a delicate process that needs to be studied in order to fulfill the demands of each specific sector. This PhD project aims to achieve a proper understanding of the process, the structures, the various parameters and the behavior of the final products. The study is conducted using the Herzog 2D braiding machine of Ifth, which, combined with a 6 axes robot, can prototype 3D structures by over-braiding complex shaped mandrels. Multiple carbon fiber braided samples are produced by varying the process parameters (Braid angle, Braid's diameter ...) and characterized in order to assess the influence of these parameters on the braid's geometry and its mechanical properties. To reach a better understanding of the materials' behavior and to avoid the time-consuming trial and error manufacturing and testing way, a modeling procedure is necessary to support the experimental work and optimize the design phase of the braids. Different models have been developed by researchers to predict the properties of braids at different scales of the structure (microscopic - mesoscopic - macroscopic). This work will be focused on the finite element analysis at the meso-scale, i.e. the braid unit cell scale, which considers the orientation of the yarns and the braid's architecture. This analysis is conducted using a hypo-elastic constitutive law which is implemented in user subroutine Vumat in Abaqus/Explicit. In this work, the geometric model is obtained using micro-computed tomography, which is a nondestructive scanning technique that allows detailed and precise analysis of the geometry of a textile reinforcement

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Lion, Nicolas. "Caractérisation mécanique de la glace aéronautique sous chargement rapide et développement d'une loi de comportement pour simuler des impacts de glace." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI028.

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Abstract:

Afin de garantir la sécurité des voyageurs et des appareils, de nombreuses études ont été financées ces dernières années par l'industrie aérospatiale et aéronautique en vue de caractériser expérimentalement puis de simuler numériquement l'ingestion par les moteurs d'avion de projectiles en tout genre. La glace est un exemple de projectiles susceptibles d'impacter les moteurs d'avion pendant leur fonctionnement. Notre travail s'inscrit directement dans ce cadre de recherche avec l'objectif de caractériser expérimentale la glace aéronautique à haute vitesse et de développer un modèle qui permettra de simuler des impacts de glace sur une structure. Une synthèse des divers travaux et recherches existants sur le matériau glace permet de faire le point sur les connaissances actuelles du matériau glace et d'en pointer les faiblesses, notamment l'absence de données expérimentales sur les glace aéronautique. Les protocoles de fabrication de différent types de glace, le protocole d'usinage des échantillons, la méthode de transport, des banc d'essais sur presse électromécanique et sur barres d'Hopkinsons ont été développé. Ils permettent de mieux cerner les mécanismes du comportement de la glace à hautes vitesses de déformation (en mettent en évidence le rôle de la microstructure, le rôle de la température et l'influence de la vitesse de déformation). La dernière partie détaille un modèle de comportement et de rupture général applicable aux matériaux fragiles et plus particulièrement à la glace sous impact. Il s'agit d'une loi de comportement élasto-endommagebale avec endommagement de type Mazars, associé aux modifications de Chuzel pour son utilisation en dynamique rapide. La méthode d'identification des paramètres de la loi à partir des essais est également présentée. L'implémentation de la loi dans le code commercial LS-Dyna est validée sur des cas simples avant que les résultats numériques ne soient confrontés aux résultats expérimentaux. Cette comparaison a mis en lumière un défaut inhérent au modèle d'endommagement de type Mazars une correction du modèle est donc proposée
In order to guarantee the safety of passengers and aircrafts, numerous studies have been financed in recent years by the aerospace and aeronautics industry in order to characterize experimentally and then numerically simulate the ingestion by the aircraft engines of projectiles. Ice is an example of projectile that can impact aircraft engines during the fly. In this research framework, our work objectives are the high-speed experimental characterization of aeronautical ice and the developpement of a model that will simulate ice impacts on a structure. A synthesis of the various existing research and work on ice makes possible to take stock of the current knowledge of the ice material and to point out its weaknesses, in particular the lack of experimental data on aeronautical ice. Production protocols for different types of ice, sample processing protocol, transport method, electromechanical press test bench and split Hopkinson bars were developed. They make it possible to better understand the behavior of ice at high deformation velocities (influence of microstructure, influence of temperature and influence of deformation velocity). The last part details a model of behavior and general rupture applicable to fragile materials and more particularly to the ice under impact. It is a law of behavior elasto-damagebale with Mazars damage type, associated with modifications of Chuzel for its use in fast dynamics. The method of identifying the parameters of the law from the tests is also presented. The implementation of the law in the commercial code LS-Dyna is validated on simple cases before the numerical results are compared to the experimental results. This comparison has highlighted a defect inherent in the Mazars model of damage. A correction of the model is therefore proposed

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Nechnech, Ammar. "Modélisation numérique du problème du surcarottage : influence de la loi de comportement de la roche." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1998_NECHNECH_A.pdf.

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Abstract:

La connaissance de l'état de contrainte in situ est indispensable dans les applications rencontrées en mécanique des roches. Plusieurs techniques d'estimation des contraintes in situ ont été élaborées. Parmi ces méthodes, nous nous sommes intéressés en particulier à l'essai de surcarottage. Si le modèle de comportement de la roche est irréversible, l'interprétation de l'essai de surcarottage est délicate. Les relations contraintes-déformations ne sont plus linéaires et dépendent notamment de l'état initial en contraintes et de la totalité du chargement mécanique subi par le matériau. L’analyse exposée dans ce mémoire est consacrée au problème direct. Le but de l'approche est de déterminer les facteurs essentiels au niveau de la rhéologie et de l'état initial de contrainte, influant sur le comportement de la roche lors du surcarottage. Une étude paramétrique a été menée en simulant numériquement la procédure du surcarottage à l'aide du code de calculs aux éléments finis CESAR-LCPC. Plusieurs modélisations sont utilisées : modélisation bidimensionnelle en déformation plane, modélisations axisymétrique et tridimensionnelle prenant en compte l'avancement du carottier. L’analyse bidimensionnelle du problème du surcarottage en terrain élastoplastique montre que la totalité de l'histoire du chargement mécanique subi par le matériau doit être prise en compte et que l'influence de la rhéologie est fortement liée à l'état initial de contrainte. Il a été mis en évidence l'influence des contraintes initiales sur l'apparition des zones plastiques et leurs extensions. Nous avons montré que, la simulation numérique utilisant un modèle élastoplastique peut expliquer certains résultats observés in situ : évolution non monotone de déformation lors du surcarottage, fortes chutes de déformations. L’étude tridimensionnelle a également mis en évidence les effets couples des directions d'anisotropie et de contrainte et de l'intensité de la contrainte déviatorique sur les déformations.

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Zeghadi, Asmahana. "Effet de la morphologie tri-dimensionnelle et de la taille de grain sur le comportement mécanique d'agrégats polycristallins." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00159498.

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Abstract:

Les modèles continus de plasticité cristalline appliqués aux calculs de polycristaux métalliques sont efficaces pour voir le comportement mécanique global du polycristal, à partir des lois de comportement du monocristal. On obtient ainsi également les champs de contraintes et déformations locaux dans les grains. Ceci est rendu possible à l'aide de simulations par éléments finis sur un volume élémentaire représentatif d'agrégat et les modèles d'homogénéisation numérique. Ces approches échouent néanmoins pour décrire les effets d'échelle, classiquement observés en métallurgie physique et dont l'archétype est l'effet de taille de grain. Un modèle de plasticité cristalline de Cosserat appliqué dans le cas du comportement élastoplastique d'aciers IF ferritiques est proposé dans ce travail. Il introduit dans sa formulation une loi de durcissement supplémentaire associé à la courbure de réseau. La simulation d'agrégats polycristallins permet de reproduire numériquement un effet analogue à la loi de Hall-Petch. Une autre limite de la plasticité cristalline est liée à l'étape clé de validation expérimentale locale. L'information expérimentale est, en général, disponible à la surface de l'éprouvette.
La géométrie des grains sous la surface est cependant inconnue. Cette information est le plus souvent introduite dans les calculs par extension des joints de grains perpendiculairement à la surface. L'écart, fréquemment observé entre les résultats du calcul et les résultats expérimentaux, peut être expliqué par l'erreur qu'introduit ce choix. On donne ici un minorant de cette erreur en considérant plusieurs agrégats ayant la même morphologie granulaire à la surface libre mais des morphologies tridimensionnelles distinctes. En élasticité la dispersion des contraintes, en un point donné de la surface, avec différentes morphologies de grains sous-jacents est de l'ordre de 30%. En élastoplasticité la dispersion peut aisément atteindre 50% de la valeur de la contrainte, ce qui amène à considérer avec prudence l'identification d'une loi de comportement à partir des seules mesures de surface.

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Cai, Hongxue. "Loi de comportement en grandes déformations du muscle à fibres actives : Application à la mécanique du cœur humain et à sa croissance." Chambéry, 1998. http://www.theses.fr/1998CHAMS022.

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Abstract:

Le fonctionnement du cœur et sa croissance résultent d'un processus d'interactions fortement couplées impliquant à la fois des phénomènes biochimiques, électriques, mécaniques et hémodynamiques. On s'intéresse dans cette recherche doctorale à l'effet des contraintes mécaniques sur la croissance du ventricule gauche (vg) fœtal humain. Des mesures cliniques (en utilisant l'échocardiographie bidimensionnelle) et anatomiques (en utilisant la technique de la lumière polarisée) ont été effectuées sur des fœtus humains pour acquérir un ensemble de données sur la cinématique du cœur humain et sur l'organisation des fibres lors du développement fœtal. L’approche mathématique mise au point dans cette recherche doctorale utilise la théorie de l'élasticité en grandes déformations et un nouveau modèle rhéologique capable de décrire de façon continue dans l'espace et dans le temps les propriétés actives du muscle en hyperelasticite. Les simulations effectuées permettent, durant la croissance fatale, de quantifier l'évolution de la géométrie, de la masse et de l'orientation des fibres musculaires du vg, mais aussi d'évaluer les contraintes et les déformations pariétales résiduelles lors du cycle cardiaque ainsi que la performance du vg (relation pression-volume) qui reste un index fondamental pour le clinicien lors du diagnostic.

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Vandenbroucke, Aude. "Etude du comportement mécanique pour différentes températures d'un élastomère: caractérisations expérimentale et numérique." Phd thesis, Université de Bretagne Sud, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00836556.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est de développer un modèle de comportement adapté pour reproduire le comportement mécanique de l'élastomère avec l'évolution de la température. Pour réaliser cette étude, un travail expérimental préliminaire est effectué pour mettre en évidence les différents phénomènes mécaniques présents pour le matériau avec l'évolution de la température. Le matériau étudié est un élastomère synthétique fluoro-carboné (FKM), le Viton. Cet élastomère possède d'excellentes performances aux hautes températures et aux agressions chimiques. Ses propriétés sont utilisées pour diverses applications comme l'étanchéité, l'amortissement, l'isolation, etc. La caractérisation mécanique du matériau est réalisée à l'aide des essais classiques de traction et compression ainsi que des essais de relaxation sur une plage de température allant de −40◦C à 100◦C. Les essais de chargement cyclique mettent en évidence une présence non négligeable de l'hyperélasticité pour les élastomères. Les essais de relaxation nous permettent de décrire la viscosité du matériau. De plus, des essais de chargement interrompus par des relaxations ont aussi été effectués, pour différents taux de déformation avec des temps de relaxations de 900s. Ils font apparaître un équilibre hystérétique démontrant la présence de l'hystérésis pour notre matériau. Dans cette étude, nous avons fait le choix de ne considérer que la plage de température de −8◦C à 100◦C pour reproduire correctement le comportement du matériau. Le modèle utilisé est une loi de comportement phénoménologique basée sur une décomposition additive des puissances. Le modèle est constitué de trois contributions de contrainte : l'hyperélasticité, la viscosité et l'hystérésis. Ce modèle sera nommé Hyperélasto-Visco-Hystérésis (HVH) où la contribution hyperélastique est prise en compte à l'aide de potentiel phénoménologique de Hart-Smith. La viscosité est décrite à l'aide du modèle de Maxwell généralisé et la contribution hystérétique est prise en compte à l'aide d'un modèle original. Au cours de cette étude nous considérons simplement le premier cycle de chargement de notre matériau. Une méthode d'identification a été mise en place pour permettre de mieux prendre en compte les différentes contributions du modèle. Les identifications des paramètres matériau sont réalisées pour des isothermes comprises dans la plage de température étudiée. La validation du modèle sera dans un premier temps testé à température ambiante sur un cas de chargement industriel d'un joint en relaxation. Pour valider le modèle en fonction de la température nous simulons différents cas de chargement en isotherme. Ensuite, la simulation d'un essai de relaxation en compression subissant des cycles de températures est réalisée pour confronter le modèle à un calcul dépendant de la température.

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Lamani, Bachir. "Contribution à l'identification des lois de comportement non linéaire en mécanique des matériaux." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0036.

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Abstract:

L’identification est une étape essentielle dans l'élaboration d'un modèle de comportement. Compte-tenu de la structure des modèles, cette étape reste souvent empirique. L’objet de ce travail est d'aborder ce problème de façon générale dans l'objectif d'élaborer des outils spécifiques à l'identification des lois de comportement non linéaires. La première partie de ce travail est consacrée à l'identification d'une grandeur essentielle dans la modélisation: le seuil d'élasticité. Pour cela nous proposons l'utilisation de la transformée de Hough, méthode issue des techniques du traitement d'image. Dans la seconde partie, nous abordons le problème plus général de l'identification de fonctions constitutives. Pour cela, des outils pratiques sont mis en place à partir de méthodes classiques d'optimisation. Une réflexion est menée sur la fiabilité et le degré de complexité de mise en œuvre de ces méthodes. Nous présentons alors un certain nombre d'applications réalisées à partir d'exemples tires de la plasticité des métaux et des sols, et nous traitons de l'identification de problèmes d'emboutissage. Ces applications sont l'occasion de mieux juger de l'opportunité des différentes méthodes utilisées

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Elleuch, Khaled. "Comportement en fretting d'alliages d'aluminium : Effet de l'anodisation." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2002. http://www.theses.fr/2002ECDL0006.

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Abstract:

Sur tous les carters de moteurs d'avions, les vibrations se traduisent au niveau des assemblabes mécaniques par une sollicitation de fretting. Les dégradations qui en résultent peuvent générer des dysfonctionnements plus ou moins importants. Deux résultats essentiels sont mis en avant au cours de cette recherche. Le premier concerne une corrélation entre les paramètres de fretting et la propagation de fissures. Cette corrélation a abouti à la mise en oeuvre d'une méthodologie originale pour la détection in-situ de la propagation des fissures courtes sous fretting-wear. Le deuxième résultat est le développement d'une stratégie d'analyse de l'usure extensible aux matériaux sujets à l'adhésion. Dans le but de synthétiser cette approche, une carte d'usure en fretting est proposée. Elle tient compte simultanément d'une description phénomènologique de la nature du contact et d'une analyse quantitative de l'usure. Ainsi, il est possible d'identifier le scénario d'usure et, par conséquent, de cerner les mécanismes mis en jeu. La compétition entre fissuration et usure a fait l'objet d'une étude détaillée montrant en particulier le domaine critique de sollicitation pour lequel il y a compétition intensive des cinétiques d'usure et de fissuration. Dans l'optique d'améliorer la tenue au fretting des carters en alliage d'aluminium, une analyse systématique de l'influence des couches d'anodisation est appliquée. Un effet bénéfique de ces couches en usure est confirmé mais surtout elles assurent une meilleure protection des substrats contre la fissuration
On all plane crankcases, vibrations lead to fretting stresses on mechanical assemblies, resulting damage can generate more or less important dysfunction. Two main results are put ahead during this research. The first is a correlation between fretting parameters and crack propagation. Thus, an original methodology for in-situ detection of short crack propagation under fretting wear is implemented. The second result is the development of a wear analysis strategy, which may be extensible to materials subjected to adhesion. With the aim of synthesizing this approach, a fretting wear map is proposed. It takes into account simultaneously phenomenological description of the contact and quantitative analysis of wear. Thus, it is possible to identify the scenario of wear and consequently to determine the concerned mechanisms. The competition between cracking and wear was the subject of a detailed study showing in particular the critical stress field for which there is intensive competition between both kinetics of wear and cracking. In order to improve the fretting behaviour of the aluminium alloy casings, a systematic analysis of the influence of the anodised layers is appliel. The layers have a beneficial effect against wear,and especially, they ensure a better protection of the substrates against cracking

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Villemiane, Arnaud. "Comportement mécanique d'alliages pour couches de liaison de barrière thermique par microindentation instrumentée à haute température." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL112N/document.

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Abstract:

Les systèmes barrières thermiques protégeant les aubes de turbine sont des multicouches constitués d’une couche céramique isolante appliquée sur un superalliage par l’intermédiaire d’une couche de liaison qui, dans les systèmes actuels est à base de NiAl(Pt). Pour en comprendre et décrire le comportement thermomécanique, il est nécessaire de connaître le comportement de chaque couche, en particulier celui de la couche de liaison dont le rôle est critique. Nous avons employé une technique originale, la microindentation instrumentée à chaud (jusqu’à 850°C), pour obtenir des informations sur le comportement mécanique de matériaux de couches de liaison. Il a fallu d’abord fiabiliser le dispositif pour minimiser les effets d’oxydation et caractériser la stabilité thermique pour s’assurer de la validité et la reproductibilité des résultats. Un second volet a consisté à mettre en place une méthode de traitement de données et une méthode d’analyse inverse des résultats associant une approche analytique et une simulation de l’essai par éléments finis. Les essais menés sur des matériaux massifs élaborés sous forme de couples de diffusion pour explorer une large gamme de compositions ont permis de déterminer la loi de comportement élastoviscoplastique du composé NiAl(Pt) sous forme [bêta] et sous forme martensitique. Des propriétés mécaniques ont été également été déterminées sur les composés NiAl(Ru) et NiAl(Zr) envisagés pour des systèmes futurs. L’influence des divers éléments (Al, Pt et Ru) a pu ainsi être mise en évidence. Finalement des essais ont été effectués sur des couches de liaison de barrière thermique et les résultats corrélés à ceux obtenus sur matériaux massifs
Thermal barrier systems, which protect turbine blades, are multilayers constituted of an insulating ceramic layer applied on a metallic bondcoat itself in contact with the superalloy substrate. A widely used bondcoat is composed of a NiAl(Pt) compound. In order to understand and describe the thermomechanical behaviour of such systems, it is required to know the mechanical behaviour of each layer, in particular that of this bondcoat whose role is critical for maintaining the integrity of the systems. In this study, we have employed an original technique – high temperature instrumented microindentation, up to 850°C – to extract information on the mechanical behaviour of bondcoat materials. A preliminary phase consisted in improving the experimental procedure - in particular to minimise oxidation phenomena - and in characterising the thermal stability of the equipment at high temperature to ensure the reliability, validity and reproducibility of the results obtained. We have then developed a systematic data treatment and an inverse problem analysis combining analytical approaches and a FEM simulation of the experiment to extract a mechanical behaviour law of the materials investigated. Tests performed on bulk diffusion couples, selected to explore a wide range of compositions representative of aging bondcoats, permitted to extract an elastic viscoplastic behaviour law of NiAl(Pt), both in the B2 phase and in the martensitic phase. Some mechanical properties could also be determined on NiAl(Ru) and NiAl(Zr) systems. Finally the results of a few tests performed on thermal barrier bondcoats could be correlated with the results obtained on bulk materials

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Picquart, Marion. "Développement d’une loi de comportement pour les méthodes de dimensionnement des chargements en propergol solide composite." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASC019.

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Abstract:

Ces travaux de thèse portent sur le développement d’une loi de comportement viscoélastique non-linéaire pour les propergols solides composites. Une base expérimentale mettant en évidence le comportement à modéliser est construite à l’aide du propergol d’étude. Puis, les origines microscopiques de ce comportement macroscopique sont investiguées, au moyen d’éprouvettes spécialement conçues à cet effet. Les résultats de l’étude montrent que le frottement et la cavitation sont deux mécanismes prépondérants. Les relations mathématiques entre ces micromecanismes et les propriétés mécaniques du matériau sont déterminées par homogénéisation, puis introduites dans un cadre viscoélastique isotrope tridimensionnel. Les paramètres du modèle ainsi obtenu sont identifiés sur la base expérimentale, suite à quoi la loi est capable de restituer la majeure partie des non-linéarités du comportement exprimées sous sollicitations cycliques. Après intégration dans un code de calcul par éléments finis, la loi est finalement validée sur des cas d’application réels. Les résultats montrent qu’une meilleure restitution du comportement du propergol au cours de son cycle de vie permet d’améliorer le dimensionnement des chargements de manière significative
This work describes the development of a viscoelastic nonlinear constitutive law for solid composite propellants. An experimental basis showing the nonlinear behavior expressed by solid propellants is constructed. Then, microscopic sources of this macroscopic behavior are investigated using new samples specifically designed. Results show that friction and cavitation are responsible for the major parts of the nonlinearities. Homogenization is used to determine mathematical relations between these two mechanisms and the mechanical properties of the material. The relations are then integrated in a viscoelastic, isotropic, tridimensional model. Parameters are identified using the experimental basis. The model shows a good ability to reproduce and predict the propellant behavior nonlinearities expressed under cyclic loads. After completion of the development, the model is used into a design method and finite element calculation are performed on real objects. Results validate the new method and show that improving the behavior prediction also improves the design method and generates profits

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Brahim, El Hacen. "Apport des outils d'optimisation pour l'identification des lois de comportement mécanique des matériaux." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10016/document.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est l’implémentation d'algorithmes d'optimisation pour l'identification du comportement mécanique des matériaux. Ces outils sont considérés ici pour automatiser la recherche des paramètres des lois mécaniques implémentés dans un calcul en éléments finis (EF) et diminuer le nombre de calculs nécessaires pour résoudre le problème d’identification. La base de données expérimentale comprend des réponses mécaniques en flexion et en indentation instrumentée qui sont utilisés pour l’identification du comportement d’un biocomposite et d'une variété de métaux. Plusieurs approches d’optimisation ont été développées comprenant des méthodes déterministes, hybrides et stochastiques. Ces méthodes sont évaluées en termes d'efficacité, coût de calcul et précision de l’approche. Le couplage EF-outil d'optimisation s'est avéré efficace et incontournable pour prédire le comportement des matériaux étudiés notamment quand il s'agit d'un essai local
The objective of this work is to implement optimization algorithms for the identification of the mechanical behavior of materials. The tools developed here are intended to automatic search of mechanical parameters that represent variables in a constitutive law implemented in Finite Element (FE) models. The advantage of the implemented tools is the reduction of computational time needed to solve the identification problem. The experimental database includes a variety of mechanical responses in bending and instrumented indentation that are used for the identification the behavior of a biocomposite and a variety of metals. Several optimization approaches are developed in the work including deterministic, stochastic and hybrid methods. These methods are evaluated in terms of efficiency; calculation costs and accuracy. The coupling FE-optimization tool proved to be effective and essential to predict the behavior of the studied materials, especially for instrument indentation

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El, Ghoche Hayssam. "Expérimentation et modélisation de blocs compressibles de matières plastiques pour des remblais allégés : détermination d'une loi de comportement orthotrope de révolution viscoélastique non-linéaire." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10294.

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Abstract:

L'utilisation de blocs de dechets de matieres plastiques compresses et ligatures permet d'une part, grace a la legerete de ce nouveau materiau de resoudre les problemes de tassements des remblais construits en sites compressibles et d'autre part de valoriser des dechets couteux a eliminer. Le pressage unidirectionnel de ce materiau forme d'un empilement de couches de dechets lui confere une orthotropie de revolution. Des essais de compressibilite et de fluage sur blocs reels et sur echantillons ainsi que des essais de chargements cycliques et biaxiaux ont permis de modeliser, avec une precision satisfaisante, le comportement viscoelastique non lineaire de ce materiau

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Hajjaji, Abdelowahed. "Caractérisation multi-échelle et lois de comportement dans les matériaux ferroélectriques." Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0090/these.pdf.

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Abstract:

Le développement de systèmes intelligents très efficaces exige des matériaux de conversion de plus en plus performants, que ce soit en termes de stabilité de caractéristiques sous sollicitations ou en termes de coefficients. Les propriétés macroscopiques développées par les matériaux ferroélectriques sont étroitement liées à la mobilité des murs de domaines et donc au basculement des moments dipolaires supportés par l’axe polaire dans chaque maille. Cette thèse traite dans un premier temps de l’élaboration et la caractérisation des céramiques PMN-xPT et des monocristaux PZN-xPT. La caractérisation multi-échelle des matériaux quadratiques (céramiques et monocristaux) qui relie la configuration en domaines du matériau à son comportement macroscopique est étudiée pour comprendre les mécanismes de dépolarisation sous différentes sollicitations (contrainte uniaxiale, température et champ électrique). Le comportement non linéaire et hystérétique sous haut niveau de sollicitations mécaniques et électriques des céramiques piézoélectriques a été modélisé par un modèle construit à partir d’éléments non linéaires. Enfin, l’application des matériaux PZN-12PT est également étudiée. Il s’agit d’une poutre vibrante avec un élément piézoélectrique qui permet de tester et de comparer les deux inserts en termes d’amortissement vibratoire
The development of intelligent systems very efficient requires materials of more conversion preferment, whether in terms of stability characteristics in solicitations or in terms of coefficients. The macroscopic properties developed by ferroelectric materials are closely related to the mobility of domains walls, and therefore the switching of dipole moments aligned along the polar axis in each unit cell. This thesis deals as a first time of the preparation and characterization of PMN-xPT ceramics and single crystals PZN-xPT. The multi-scale characterization of quadratic materials that connects the configuration of domains material to its macroscopic behaviour has been studied to understand the mechanisms of depolarization under different excitations (uniaxial stress, temperature and electric field). The non-linear behaviour and hysteretic for ceramics under high level of mechanical and electrical excitations has been modelled by a model constructed from non-linear elements. Finally, the application of materials PZN-12PT was also studied. The objective of this study is to test and compare ceramic and single crystal shapes in terms of vibration damping

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Pithioux, Martine. "Lois de comportement et modèles de rupture des os longs." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX2A004.

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Balland, Pascale. "Sur le rôle des potentiels généralisés en thermodynamique de la relaxation : application au comportement mécanique des polymères : de la loi locale au calcul de structure." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL013N.

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Abstract:

Le développement de lois de comportement adaptées au calcul de structure par éléments finis pour les polymères a servi de fil conducteur à ce travail. Le formalisme très général qui découle de la thermodynamique de la relaxation (formalisme d. N. L. R. Distribution of non linear relaxations) fournit directement les lois d'évolution qui lient les variables de contrôle accessibles à l'expérimentateur aux variables duales directement mesurables. A chaque situation de contrôle expérimental correspond un potentiel thermodynamique adapté. Or, la méthode des éléments finis qui prend appui sur les principes variationnels privilégie souvent le potentiel de Helmholtz dans la mesure où elle repose sur une formulation en déplacement. Nous montrons que l'approche d. N. L. R. Est compatible avec ce schéma variationnel. Nous vérifions la pertinence du cadre propose pour le fluage des polymères en confrontant le modèle aux puissantes formulations empiriques de type GAROFALO. L'implantation dans des codes de calcul est alors justifiée. Nous l'avons menée et avons teste sa cohérence en petites déformations avec une formulation d. N. L. R. De base. Cette formulation simplifiée s'est révélée insuffisante. L'utilisation de l'approche empirique de type GAROFALO a servi de guide pour affiner la formulation du comportement du pa11. Nous avons donc décide d'introduire la statistique des chaines macromoléculaires pour décrire le comportement en grandes déformations des polymères. La représentation modale des cinétiques de dissipation nous a permis d'établir un lien entre la théorie de l'état transitoire active et la description des mouvements hiérarchiquement corrélés de Perez et al. Ainsi, la capacité du cadre d. N. L. R. à accepter des modèles reposant sur la physique de la déformation ouvre-t-elle de nouvelles perspectives pour la prévision du comportement des polymères.

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Attigui, Mohammed. "Modélisation du comportement dynamique des structures fissurées par la mécanique de rupture." Limoges, 1997. http://www.theses.fr/1997LIMO0032.

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Abstract:

Les structures de genie civil sont assujetties a des ruptures dynamiques et l'effet de l'inertie ne peut etre neglige. Pour l'analyse d'un probleme de rupture, il est fondamental de comprendre les phenomenes d'amorcage, de propagation et d'arret de fissures. Des developpements theoriques et numeriques des integrales invariantes en rupture dynamique bases sur une generalisation de l'integrale de destuynder g-theta sont presentes. Dans le cas plus general de mode mixte, nous avons propose une nouvelle methode de decouplage. L'integrale m est une loi de conservation bilineaire. Les avantages du champ theta nous ont amene a developper l'integrale m-theta. L'objectif principal de cette nouvelle methode est la separation des modes de rupture. Les resultats de notre methode compares a ceux d'autres methodes de la litterature s'averent tres convainquants. L'etude de la propagation de fissure necessite la prise en compte d'une vitesse de propagation, les criteres associes et la mesure de la tenacite dynamique. La tenacite definit la valeur critique du facteur d'intensite de contraintes qui depend de la vitesse de propagation de la fissure. La limite des solutions analytiques et la difficulte des essais experimentaux ont permit une orientation vers des methodes numeriques. L'objectif de ce travail est la simulation de la propagation et de l'arret de fissures avec des approches energetiques. Un algorithme est propose pour la modelisation de propagation de la fissure basee sur l'equilibre energetique du systeme. En effet, il est possible de quantifier l'energie necessaire a l'extension de la fissure. Notre approche numerique est validee par une comparaison avec des resultats experimentaux. Nous avons implante ces methodes dans le code de calcul castem 2000 du c. E. A. Plusieurs applications numeriques sont montrees pour mettre en evidence le comportement numerique de ces methodes et la possibilite d'identification des facteurs d'intensite de contraintes d'une fissure en propagation.

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Souley, Mountaka. "Modélisation des massifs rocheux fracturés par la méthode des éléments distincts : influence de la loi de comportement des discontinuités sur la stabilité des ouvrages." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL091N.

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Abstract:

Le comportement mécanique des massifs rocheux fracturés est énormément et quelquefois dramatiquement, affecté par le comportement des discontinuités présentes dans les massifs. L'influence des discontinuités sur le comportement mécanique des masses rocheuses a été démontrée par de nombreuses études expérimentales et numériques. Les joints sont à l’origine des ruptures ou instabilités observées dans les structures du génie civil et leur comportement dépend de nombreux facteurs. Par conséquent, les modèles de comportement des discontinuités et les paramètres associés jouent un rôle essentiel dans les applications des techniques numériques. Un programme permettant de déterminer les paramètres des lois constitutives des discontinuités ainsi que les critères de rupture en cisaillement, à partir des données d'essais en laboratoire, a été mis au point. Saeb et Amadei ont développé un modèle analytique, incrémental et non linéaire de comportement des joints rocheux. Base sur la formulation des auteurs, nous avons généralisé le comportement des joints rocheux à des sollicitations cycliques dans la direction normale et avec changement de direction de sollicitations dans la direction tangente au joint. Les deux modèles ont été implantés dans le code de calcul des éléments distincts UDEC. Une vérification des modèles ainsi qu'une étude paramétrique ont été réalisées sur des géométries simples (y compris les deux lois linéaires de UDEC). Trois exemples d'application à l'étude de l'influence des lois sur la stabilité des ouvrages ont été traités. Les deux premiers étudient l'influence des lois de comportement sur la stabilité d'ouvrages à plusieurs profondeurs ainsi que l'influence de la rigidité du milieu entourant les fractures. Une comparaison entre les résultats de la modélisation (selon les lois constitutives et certains paramètres qu'elles font intervenir dans leur mise en œuvre) et les mesures in situ constituent le troisième exemple

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Vallée, Claude. "Lois de comportement des milieux continus dissipatifs compatibles avec la physique relativiste." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2007.

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Lurdos, Olivier. "Lois de comportement et recristallisation dynamique : approches empirique et physique." Saint-Etienne, EMSE, 2008. http://www.theses.fr/2008EMSE0013.

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Abstract:

La mise en forme des métaux à grande vitesse de déformation provoque une déformation importante et rapide de la pièce. Cette déformation, associée aux grandes vitesses de déformation inhérente au procédé, provoque des échauffements localisés et importants. Des zones de localisation de la déformation apparaissent, telles que les bandes de cisaillement. En revanche, le reste de la pièce est dans certains cas peu affecté par la déformation. La modélisation de tels phénomènes nécessite donc l'utilisation de lois de comportement valables sur une très large gamme de déformations, vitesses de déformation, et températures. Après avoir présenté et exploité des essais de torsion, une compilation de courbes contrainte-déformation de l'acier 304L est présentée. Un premier modèle empirique, fondé sur la loi de Voce, est proposé pour décrire la rhéologie des métaux dans ces conditions. L'ensemble des coefficients de ce modèle est ajusté à partir des courbes contrainte-déformation. Ce modèle présente deux différences fondamentales par rapport à la loi classique de Johnson et Cook (1983, 1987). Premièrement, les effets de l'écrouissage, de la vitesse de déformation, et de la température sont couplés, et deuxièmement, la contrainte tend vers une valeur stationnaire quand la déformation est suffisamment grande. De plus, l'ajustement des coefficients de la loi par rapport aux courbes expérimentales a mis en évidence un nouveau critère empirique déterminant le domaine de température et de vitesse de déformation dans lequel se produit la recristallisation dynamique. Un deuxième modèle physique de recristallisation dynamique discontinue est ensuite proposé. Ce modèle permet de caractériser l'évolution de la microstructure au cours de la déformation de matériaux à faible énergie de défaut d'empilement. La taille moyenne des grains, ainsi que la densité moyenne de dislocations sont déterminées en fonction des paramètres du matériau. De plus, la contrainte d'écoulement représente correctement l'allure des courbes expérimentales au cours du régime transitoire. L'exploitation des résultats de l'étude du régime stationnaire permet d'identifier l'ensemble des coefficients du modèle. Une nouvelle méthode est ainsi proposée pour déterminer la mobilité des joints de grains. Enfin, deux versions simplifiées du modèle sont proposées de manière à rendre leur utilisation possible par des codes de calcul de type éléments finis
High speed material forming produces intense and fast strains. The latter, associated with the high speed of deformation inherent to the processes, induce considerable heating of the pieces. Zones of strain localization appear, such as shear bands. On the other hand, other parts of the piece are almost not affected by strain in some cases. Modelling of such phenomena then implies the use of constitutive equations valid over a very wide range of strain, strain rate and temperature. After an overview of torsion tests and results, a compilation of 304L stainless steel available stress-strain curves is presented. A first empirical model, based on the Voce equation, is proposed to describe the rheology of metals in such deformation conditions. All parameters are fitted to the set of experimental curves. This model sets forth two fundamental differences with the classical Johnson and Cook (1983, 1987) constitutive equation. First, the strain, strain rate and temperature effects are coupled together. Second, stress increases with strain until a steady state value. Furthermore, observations of the parameter variations point out a new criterion that defines a range of temperatures and strain rates where recrystallization occurs. A second physical constitutive equation based on discontinuous dynamic recrystallization is then proposed. This model is able to predict the evolution of microstructure during deformation of low stacking fault energy materials. Average grain size and average dislocation density are determined as functions of material parameters. Furthermore, the predicted flow stress correctly represents the shape of experimental stress-strain curves. The full exploitation of the steady state results enables the identification of all parameters. A new method is then proposed to estimate grain boundary mobility. Finally, two simplified versions of the model are proposed to provide solutions suited to finite element codes

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Guitton, Erwan. "Caractérisation mécanique multiaxiale de matériaux polymères, application à un PHA utilisé pour des structures d'emballages alimentaires." Thesis, Lorient, 2014. http://www.theses.fr/2014LORIS352/document.

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Abstract:

L'étude porte sur la caractérisation des propriétés mécaniques des matériaux polymères et notamment d'un grade d'une famille de matériaux biodégradables et biosourcés : les PolyHydroxyAlcanoates (PHAs). Afin d'étudier ce matériau, un montage expérimental original a été mis en place pour des essais multiaxiaux sur une géométrie unique d'éprouvettes cylindriques. Celui-ci permet d'effectuer des cycles de sollicitations successives et/ou simultanées de traction-compression-torsion. L'objectif est de pouvoir effectuer des chemins complexes, avec changements de direction et cycles au cours d'un même essai, permettant ainsi d'explorer tout le plan déviatoire de déformation avec prise en compte de l'histoire du chargement. De nombreux essais ont été effectués sur le grade de PHA à différentes températures pour développer une base de données expérimentale servant à l'identification d'un modèle de comportement proposé d'Hyperélasto-Visco-Hystérésis (HVH). La méthodologie d'identification des paramètres matériaux est suffisamment simple pour être étendue à une large variété de polymères. Cette identification met particulièrement en évidence les faiblesses et les qualités du modèle. Pour le PHA étudié, la base expérimentale montre ainsi l'insuffisance de la partie visqueuse du modèle, contrairement aux travaux antérieurs utilisant des essais classiques unidirectionnels. Néanmoins, le modèle HVH fournit des réponses précises pour les composantes hyperélastique et hystérétique non-visqueuse dans la gamme [0-100]°C. Cette loi a pour but d'être utilisée pour vérifier la tenue mécanique en statique et en dynamique de structures dans le domaine de l'emballage alimentaire en PHA
This study deals with the mechanical properties characterization of polymers. One of the studied polymers is part of a biodegradable and biobased family of materials: the PolyHydroxyAlkanoates (PHAs). In order to study its behavior, an original setup has been designed to perform tests with multiaxial loadings on a unique cylindric specimen. It allows to carry out multiple cycles of loadings mixing tensile, compression and torsion. The goal is to be able to perform complex deformation paths with changes in the deformation direction and cycles in a single test. These possibilities allows to scan the deviatoric subspace of deformations with the consideration of the loading history. Many tests has been carried out on the PHA polymer at different temperatures to develop a database used for the identification of a Hyperelasto-Visco-Hysteresis constitutive model. The methodology identification of the mechanical parameters is simple enough to be extend at a large variety of polymers. This identification points out the model weaknesses and qualities. For the studied PHA, the experimental data shows the viscous contribution insufficiency in the constitutive model, unlike previous studies using uniaxial classical tests. Nevertheless, the HVH model gives precise predictions for hyperelastic and non-viscous hysteresis components in the range of [0-100]°C. The constitutive law has been developed in order to check the strength of structures behavior in static and dynamic in the field of food packaging in PHA

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Castonguay, Vincent. "NorSand-aUL : une loi de comportement améliorée pour la modélisation des sables sous sollicitations statiques et cycliques." Doctoral thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66586.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat porte sur la modélisation numérique du comportement des sables à l'aide de la loi de comportement NorSand-aUL. Cette loi, développée dans le cadre de ce projet de recherche, est une évolution du modèle NorSand spécifiquement adaptée à la modélisation du comportement des sables soumis à des sollicitations cycliques. La révision des performances de NorSand sous différents types de sollicitations (triaxial compression, cisaillement simple statique et cyclique, cisaillement à direction et ratio des contraintes principales contrôlés) a permis l'identification de certains points faibles du modèle, rendant ses modélisations du comportement des sables sous sollicitations cycliques insatisfaisantes. Afin de corriger ces lacunes, deux groupes de modifications ont été proposés. D'abord, la théorie de l'état critique anisotrope a été implémentée dans NorSand, afin d'y créer une dépendance vis-à-vis du type et de la direction des chargements. Cette modification a grandement amélioré les performances du modèle pour la modélisation du comportement encisaillement simple statique. La deuxième modification proposée s'est articulée autour de la formulation d'une nouvelle mécanique de génération de la plasticité lors du déchargement des sables. L'existence d'une deuxième surface de plasticité, nichée à l'intérieur de la surface de plasticité originale de NorSand, a été postulée. Les capacités de modélisation d'une version de NorSand incorporant cette nouvelle mécanique ont été confirmées grâce à la modélisation d'essais triaxiaux drainés et non drainés comprenant des phases de déchargement. Les deux modifications proposées au modèle NorSand au cours de ce projet de recherche ont finalement été agrégées pour mener à la formulation de NorSand-aUL. Ce nouveau modèle a été utilisé pour la modélisation d'essais de cisaillement simple cyclique effectués sur deux sables. Ces modélisations ont démontré les gains réalisés, particulièrement pour les essais effectués sur sable lâche, par rapport aux performances antérieurement obtenues à l'aide de la version originale de NorSand. Des axes de recherche future ont été proposés afin d'améliorer les performances de NorSand-aUL, notamment pour la modélisation du comportement des sables denses soumis à des sollicitations cycliques.
This PhD thesis deals with the numerical modelling of sand behaviour using the NorSandaUL constitutive law. This law, developed as part of this research project, is an evolution ofthe NorSand model specifically adapted to the modelling of sand behaviour under cyclicloading. The review of NorSand's performance under various types of loading (triaxial compression, static and cyclic simple shear, fixed principal stress direction and fixed principal stress ratio) has allowed the identification of certain weak points in the model, making its behaviour modellings under cyclic loading unsatisfactory. In order to address these short comings, two groups of modifications were proposed. First, the anisotropic criticalstate theory was implemented in NorSand, in order to create a dependency on the type and direction of loading. This modification greatly improved the performance of the model for predicting static simple shear behavior. The second proposed modification focused on the formulation of a new mechanics for the generation of plasticity during unloading. The existence of a second yield surface, nested within the original NorSand yield surface, was postulated. The modelling capabilities of a version of NorSand incorporating this new mechanics were confirmed by satisfactory modelling results of drained and undrained triaxialtests which included unloading phases. The two modifications to NorSand proposed over the course this research project were eventually aggregated to lead to the formulation of NorSand-aUL. This new model was used to model cyclic simple shear tests for two sands. These modelling results demonstrated the gains made, particularly for tests conducted on loose sands, compared to the performance previously obtained using the original version of NorSand. Areas for future research were proposed to improve the performance of NorSandaUL, particularly in modelling the behaviour of dense sands under cyclic loading.

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Arnold, Gilles. "Identification de lois de comportement pour la simulation de procédés de mise en forme à froid." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066479.

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Longuemare, Pascal. "Couplage hydromécanique pour des lois de comportement non linéaires : application à des problèmes pétroliers." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-424.pdf.

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Abstract:

L'etude presentee dans ce travail a pour objectif d'apporter des elements permettant d'ameliorer la description de la contribution de la roche aux ecoulements de fluide dans les modelisations des bassins sedimentaires et des reservoirs petroliers. Apres une etude du comportement mecanique des craies tres poreuses et des argiles fortement compactees, nous elaborons un modele de comportement permettant de reproduire la reponse mecanique de ces materiaux selon les sollicitations mecaniques rencontrees lors de l'etude des reservoirs petroliers et des bassins sedimentaires. Ce modele de comportement est ensuite integre dans une approche poromecanique couplee. Cette approche couplee vise a montrer l'apport d'une description rigoureuse des deformations de la roche dans les etudes de reservoirs et de bassins et a determiner le domaine de validite des hypotheses mecaniques realisees dans les methodes actuelles. La modelisation hydromecanique couplee du comportement des reservoirs petroliers permet de representer l'influence des conditions aux limites sur les chemins de contrainte dans le milieu de production et sur les taux de recuperation de fluide. L'etude des bassins sedimentaires met en evidence l'importance d'une prise en compte des deformations differees dans les modelisations de bassins dues a une difference d'echelle de temps entre les mesures de terrain et de laboratoire.

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Makni, Amine. "Comportement mécanique et physico-chimique en flexion 4 points et en température des couches d'oxydes formées sur le fer et sur l'acier mi-dur." Compiègne, 2007. http://www.theses.fr/2007COMP1700.

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Abstract:

Ce travail s'intéresse aux problématiques rencontrées lors du laminage à chaud des tôles d'acier mi-dur. Les couches de calamine formées pendant ce procédé de mise en forme peuvent, en effet, être à l'origine de différents défauts de surface. Ceci est lié aux propriétés de ces calamines. Notre contribution porte donc sur le suivi du comportement mécanique et physico-chimique de ces oxydes développés sous atmosphères oxydantes humides. Suite à une étude mécanique réalisée à l'aide d'essais de flexion 4 points, nous avons déterminé une loi de comportement de la ferrite A ; il s'agit d'une loi de viscosité parfaite de type Norton qui caractérise le comportement mécanique du fer pur entre 500 et 800°C. L'analyse élémentaire des oxydes de fer montre une stabilité physico-chimique dépendante des conditions d'oxydation (nature de l'atmosphère, température et sollicitations mécaniques). En fait, la stabilité physicochimique de ces oxydes n'est assurée que lorsque l'acier est en phase Y ; cette stabilité est conservée après une sollicitation mécanique externe. Cette étude a également mis en évidence un rôle marqué de la nature de l'atmosphère de refroidissement sur la redistribution de l'oxygène dans les couches de calamine. L'influence de l'humidité est également étudiée vis-à-vis du comportement mécanique du système acier / calamine en flexion 4 points. La vapeur d'eau améliore les caractéristiques mécaniques de la calamine. Après sollicitation mécanique, deux modes d'endommagement des oxydes ont été observés : une fissuration transverse ou un décollement. Le mode d'endommagement dépend principalement de la température de sollicitation et de la nature de l'atmosphère
This work is devoted to the problems met during the hot rolling of semi-hard steel sheets. The oxide layers formed during this working process can, indeed, induce various surface defects. These problems s are related to the oxide scale properties. Our contribution thus relates to the follow-up of the mechanical and physicochemical behavior of these oxides developed under wet oxidizing atmospheres. Following a mechanical study carried out using 4 point bending tests, we determined a behavior law of A-iron ; this is a law of perfect viscosity of the Norton type which characterizes the mechanical behavior of pure iron between 500 and 800°C. The elementary analysis of iron oxides shows a physicochemical stability which depends on the oxidation conditions (nature of the atmosphere, temperature and mechanical loading). In fact, the physicochemical stability of these oxides is assured on1y when steel is in the Y-phase; this stability is preserved after an external mechanical loading. This study also highlighted the role of the nature of the cooling atmosphere on the oxygen redistribution within the oxide layers. The influence of humidity is also studied with respect to the mechanical behavior of the steel / oxide system under 4 point bending. The water vapors improves the mechanical characteristics of the oxide scales. After mechanical loading, two damaging mechanisms of the oxides were observed : a transverse cracking or a delamination. The damaging mechanism depends mainly on the temperature during mechanical loading and the nature of the atmosphere

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Pistenon, Nicolas. "Découvrir la loi de comportement de matériaux viscoélastiques non linéaires par réseaux de neurones à base physique et données expérimentales." Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2024. http://www.theses.fr/2024UPSLM044.

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Abstract:

Les méthodes d'apprentissage automatique basées sur les réseaux de neurones offrent de nouvelles perspectives pour la modélisation du comportement mécanique des matériaux. Grâce à leur capacité à servir d'interpolateurs universels de fonctions, ces réseaux sont capables de capturer une grande variété de comportements complexes. Cependant, leur mise en œuvre requiert des ensembles de données volumineux, souvent difficilement accessibles par des moyens expérimentaux. Afin de pallier cette limitation, ce manuscrit introduit différents biais physiques permettant de modéliser le comportement mécanique de matériau, et plus spécifiquement le comportement viscoélastique non linéaire, à partir de données expérimentales restreintes.Les deux principes fondamentaux de la thermodynamique constituent un cadre contraignant pour la formulation de lois de comportement. Il permet de réduire le nombre de données nécessaires à l'entraînement des modèles, tout en renforçant leur robustesse face aux erreurs de mesure.Les réseaux de neurones récurrents, quant à eux, sont particulièrement bien adaptés pour modéliser des comportements dépendant de l'histoire du chargement. Leurs mémoires cachées offrent une analogie intéressante avec les variables internes introduites par le principe de l'état local en mécanique. Cependant, ces réseaux posent des défis en matière d'entraînement et de généralisation. Pour surmonter ces difficultés, un modèle de réseau de neurones à encodage mécanique est proposé. Ce modèle tire parti des variables internes d'un modèle de viscoélasticité linéaire pour encoder l'histoire du matériau, ce qui s'avère suffisant pour modéliser le comportement mécanique non linéaire du matériau.Un des défis majeurs de la modélisation en trois dimensions à partir de données expérimentales réside dans la prise en compte des symétries matérielles pour éviter des essais redondants. Dans le cas des matériaux isotropes, une méthode d'augmentation de données par rotation aléatoire des essais, combinée à un apprentissage par transfert latéral, permet de développer une loi de comportement 3D en utilisant seulement deux types d'essais uniaxiaux. Une formulation thermodynamique respectant intrinsèquement l'isotropie du matériau est proposée, bien que des défis d'entraînement restent à surmonter pour optimiser cette approche
The application of machine learning techniques based on neural networks provides novel insights into the modelling of the mechanical behaviour of materials. These networks are capable of capturing a wide variety of complex behaviours due to their ability to act as universal function approximators. However, the deployment of these techniques requires large datasets, which are often difficult to obtain experimentally. This manuscript introduces various physical biases that enable the modelling of mechanical behaviour, specifically non-linear viscoelastic behaviour, using limited experimental data, thereby addressing this limitation.The two fundamental principles of thermodynamics provide a robust framework for constraining the formulation of constitutive laws. This approach reduces the quantity of data required for model training, while simultaneously improving the models' resilience to measurement errors.Recurrent neural networks, on the other hand, are particularly well-suited for modelling behaviour that depends on the loading history. Their hidden memories mirror the internal variables introduced in mechanics by the local state principle. However, these networks present challenges in terms of training and generalisation. To overcome these difficulties, a neural network model with mechanical encoding is proposed. This model employs the internal variables of a linear viscoelasticity model to encode the material's history, which proves to be sufficient for modelling its non-linear mechanical behaviour.One of the most significant challenges in three-dimensional modelling from experimental data is the incorporation of material symmetries in order to avoid the need for superfluous testing. For isotropic materials, a method of increasing the data set by randomly rotating the tests, combined with lateral transfer learning, enables the development of a three-dimensional constitutive law using only two types of uniaxial test. A thermodynamically consistent formulation that inherently preserves the material's isotropy is proposed; however, challenges related to training remain to be addressed in order to optimise this approach

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Zaglafi, Soufiane. "Caractérisation thermo-chimio-mécanique de l'anode de carbone et identification des paramètres des lois de comportement." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33773.

Full text

Abstract:

es anodes de carbone jouent un rôle majeur dans l’amélioration de la performance d’une cuve d’électrolyse. Elles sont construites à base d’un mélange, dit pâte d’anode, constitué principalement de coke de pétrole calciné, de brai de goudron et de mégots d’anodes. Cette pâte nécessite d’être compactée pour produire un bloc cru de densité apparente acceptable. Ensuite, les anodes crues sont cuites pour acquérir les propriétés souhaitées. Les propriétés des anodes dépendent de la qualité des matériaux de base, du procédé de mise en forme et des paramètres de cuisson. Ce projet de maîtrise met l’accent sur l’effet des paramètres de cuisson sur les propriétés thermo-chimio-mécaniques des anodes. Les résultats expérimentaux obtenus alimenteront un modèle numérique qui va servir à prédire les propriétés de la pâte d’anode au cours de la cuisson. Une méthodologie expérimentale a été établie. Initialement, des échantillons d’anode de recette fixe ont été fabriqués à l’échelle de laboratoire, et ce, par la méthode de compaction. Une analyse de la densité apparente par CT-scan a été effectuée pour visualiser sa distribution dans l’anode. Ensuite, les échantillons ont été cuits à différentes températures allant de 200 °C à 1100 °C avec application d’un temps de maintien de 20 heures. La variation de la perte de masse à chaque niveau de cuisson a été estimée. Après, des essais de compression mécanique ont été réalisés à haute température. La résistance à la rupture, le module d’Young, le coefficient de Poisson et le mode de rupture ont été identifiés. De plus, l’effet du temps de maintien de température sur la perte de masse, les propriétés mécaniques et les modes de rupture a été étudié. Finalement, des essais d’analyse thermogravimétrique ont été effectués pour suivre l’évolution de la perte de masse de l’anode pendant la pyrolyse
Carbon anodes are considered as a key element for the performance of the aluminum electrolysis cell. Anode paste is produced by a mixture of calcined petroleum coke, coal tar pitch and anode butts. This paste is compacted in a form of dense green anode block. Then, the green anodes are baked in order to reach the desired properties. Anode properties depend on the quality of raw materials, the forming process and the baking parameters. This research project put the emphasis on the effect of baking parameters on the anode thermo-chemo-mechanical properties. The experimental results obtained will feed a numerical model to predict the changes in the anode properties during baking. An experimental methodology has been established. Initially, a constant anode recipe was used to fabricate the laboratory scale anode samples. Anode paste was transformed into uniform and dense green anode by the compaction method. The green anodes were CTscanned in order to visualize the apparent density distribution. The samples were baked at different temperatures ranging from 200 °C to 1100 °C with a soaking time of 20 hours. The mass loss variation at each baking level was estimated. Mechanical tests were carried out at high temperature in order to identify the compressive strength, the Young’s modulus, the Poisson’s ratio and the failure mode. In addition, the effect of soaking time on the mass loss, the mechanical properties and the failure mode was studied. Finally, thermogravimetric analysis tests were carried out in order to measure the mass loss of the anode during pyrolysis.

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Dissertations / Theses on the topic 'Loi de comportement mécanique'

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