Dissertations / Theses: 'Mécanique du contact – Localisation'

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Essone, Obame Hans. "Étude expérimentales des défauts de connecteurs encartables dorés et mise en oeuvre d'outils de diagnostic." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S032.

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Abstract:

Ce travail a pour objectif l'étude des défauts entrainant la défaillance des connecteurs encartables dorés. Plusieurs paramètres peuvent être à l'origine d'un « faux contact » dans ce type de connecteur : perte de force des ressorts, corrosion, pollution. Si des solutions ont été apportées pour lutter contre la corrosion (dépôt d'or aux surfaces de contact), la perte des propriétés mécaniques des contacts est inévitable du fait de la longue durée de vie prévue de ces connecteurs (40 ans initialement). Leur durée de vie résiduelle représente un enjeu majeur et nécessite d'être connue. Pour y répondre, l'évolution des différents paramètres qui caractérisent ces connecteurs, tels que les forces d'insertion et de contact, la déflection des ressorts ou de la résistance de contact, est étudié pour un nombre élevé de manœuvres d'insertion – extraction grâce aux bancs réalisés. Des analyses EDX des surfaces de contact sont effectuées afin d'évaluer l'importance des dégradations. Une fois ces paramètres connus, un prototype innovant de capteur de force adapté au connecteur conçu, basé sur l'effet piézorésistif, permet de mesurer directement la force de contact. Grâce à l'utilisation de ce capteur, les variations de la force de contact peuvent être suivies, et ce même pour des connecteurs neufs. La tolérance géométrique de l'embase du connecteur est la principale cause de ces variations. Une corrélation est faite entre les mesures obtenues par le capteur de force et celles d'écarts entre les lyres (différence de gap) obtenus grâce à un système d'inspection visuelle, et ce dans le but de trouver un effet de causalité entre ces deux paramètres
This work has for objective the study of the default involving to low level thin gold layer connectors for printed circuit boards failure. Several parameters can be at origin of a «false contact» in this kind of connector: loss of force due to the relaxation of springs, corrosion and pollution. If solutions were brought to protect against the corrosion (gold deposit in contact areas), loss of the mechanical properties of the contacts is inevitable because of the long lasting of life planned by these connectors (40 years initially). Their remaining life expectancy represents a major stake and requires to be known. To answer it, evolution of various parameters that characterize these connectors, such as insertion force, contact force, springs deflection, and contact resistance, is studied for a high number of operations of insertion/withdrawal phases thanks to insertion and friction contacts benches realized. EDX Analysis of the contact areas is made to estimate importance of contact surface damages. . Once these parameters known, an innovative prototype sensor for force measurement was developed for connector, based on piezoresistive effect, allows direct measurement of contact force. A major observation during those measures of force with this sensor is variation of this one according to contacts. The geometric tolerance of connector housing is assumed to be the major explanation of these variations. A correlation is made between measurements obtained by force sensor and measurements of distances between springs (difference of gap) obtained thanks to a visual inspection system for connectors with the aim to find an effect of causality between those two parameters

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Strubel, Nicolas. "Brake squeal : identification and influence of frictional contact localizations." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILN059.

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Abstract:

En tant que radiations acoustiques intenses impliquant de conséquentes nuisances environnementales ainsi que de nombreux retours clients, le crissement des systèmes de freinage est un problème de vibration induite par frottement dépendant indubitablement de problématiques multi-physiques et multi-échelles. Parmi ces dernières, la structure du système, les paramètres opérationnels de freinage, les interfaces de contact frottant, couplés à une dépendance en température, ainsi que les non-linéarités de contact ou les aspects tribologiques, sont des éléments affectant considérablement le crissement, faisant de ce déplaisant bruit un sujet complexe à appréhender. Au sein de ce travail, le système complet de freinage est considéré, et plusieurs tendances principales sont identifiées au regard de l'influence des localisations de contact sur les émissions acoustiques.Des essais NVH sont réalisés, cette analyse implique différentes échelles d'intérêt visant à changer les caractéristiques de contact : les plaquettes de freinage sont modifiées d'une part à l'échelle macroscopique -avec la volonté de varier implicitement les zones de portance-, d'autre part à l'échelle mésoscopique -tendant à impacter l'évolution du circuit tribologique-. Le but inhérent est d'identifier les paramètres patins influençant le crissement, en affectant l'interface tribologique et engageant des différences de signatures acoustiques entre les expériences conduites.Des tests fortement instrumentés sont réalisés à l'échelle du système de frein complet, se focalisant sur différentes formes patins : le développement d'une instrumentation enrichie au travers d'un suivi in-operando des surfaces de contact via mesures thermiques, autorise l'accès à des informations de sollicitation supplémentaires, permettant le suivi des zones de portance supposées. L'emploi de méthodes de clustering est considéré afin d'analyser les données thermiques.Des simulations en stabilité impliquant corrélations expérimental / numérique sont effectuées. Des analyses sous-jacentes sont réalisées, en investiguant l'impact de caractéristiques de chanfreins sur le crissement, l'influence du coefficient de frottement, ou l'implémentation de formes globales d'usures. Qui plus-est, les simulations thermomécaniques sont ici d'intérêt, et l'introduction des zones de contact issues des méthodes de clustering est discutée.Bien que la considération du frein complet puisse impliquer de sévères dispersions expérimentales, des corrélations initiales entre les patins modifiés à différentes échelles -via des formes de patins à l'échelle macroscopique et des traitements thermiques à l'échelle mésoscopique- et les caractéristiques de bruit sont observées. Les essais avec instrumentation enrichie concluent que les localisations de contact peuvent varier pendant les tests NVH, dépendant des paramètres de sollicitation. Un lien particulier entre les conditions opérationnelles de freinage (pression, température), les localisations de contact, et le crissement est établi au travers des méthodes de clustering. Également, les tendances observées en simulation tendent à suivre celles expérimentales, et l'enrichissement des modèles via une description plus précise du contact peut présenter des améliorations quant à la capacité de prédiction du crissement de telles simulations
As intense acoustic radiations implying consequent environmental nuisances and customer complaints, squeal noises in brake systems are friction-induced vibration issues indubitably depending on multiphysics and multiscales problematics. Among these latter, system structure, braking operational parameters, frictional contact interfaces, coupled to temperature dependency, as well as contact non-linearities or tribological aspects, are elements considerably affecting squeal, making from this unpleasant noise a complex problem to apprehend. In this work, the full scale system is considered, and several principal tendencies are identified regarding the influence of contact localizations on acoustic emissions.NVH tests are conducted, this analysis involves several scales of interest aiming at changing contact characteristics: pads are modified either at the macroscopic scale -with the will of implicitly varying load bearing areas-, or at the mesoscopic one -tending to impact evolution of the tribological circuit-. The inherent purpose is to identify pads parameters influencing squeal, by affecting tribolayer as well as engaging noise signature differences between conducted experiments.Heavily instrumented tests are realized on a full scale brake system, focusing on different pad shapes: the development of an enriched instrumentation through in-operando thermal surface tracking allows to access to supplementary solicitation informations, permitting to follow the assumed load bearing area. The employment of clustering methods is considered to manage the analysis of thermal datas.Experimental / numerical correlated stability simulations are conducted. Subsequent analyses are realized, by investigating pads chamfer characteristic impact on squeal, influence of coefficient of friction, or implementation of global pads wear shapes. Furthermore, thermomechanical simulations are of interest, and the introduction of previously clustered-defined contact areas into models is realized.Although the full brake system consideration can involve severe experimental dispersions, initial correlations between modified pads at different scales -via pad shapes for the macroscopic one, and thermal treatments of friction material focusing on the mesoscopic level- and noise characteristics are observed. Enriched instrumented tests lead to the conclusion that contact localizations can evolve during NVH tests, depending on solicitation variables. A particular link between braking operational parameters (pressure, temperature), contact localizations, and squeal features is established through clustering. Finally, observed simulated tendencies tend to follow experimental ones, and model enrichment via a more accurate contact description could present improvements regarding squeal prediction capability of such simulation

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Scheibert, Julien. "Mécanique du contact aux échelles mésoscopiques." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00172935.

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Abstract:

Deux méthodes expérimentales ont été développées pour mesurer, pour une interface multi-contacts élastomère / verre, les champs mécaniques en volume (micro-capteur de force MEMS noyé sous le film élastique) et à l'interface (imagerie de contact par transmission), résolus spatialement à une échelle intermédiaire entre celle du contact apparent et celle des micro-contacts.
La mesure MEMS a permis d'obtenir les champs de contrainte sous charge normale et en glissement stationnaire, en très bon accord avec des modèles mécaniques simples. Pour des substrats de rugosité périodique le lien entre spectre des contraintes et topographie de surface a pu être interprété en termes de filtrage spectral, pertinent pour comprendre la perception tactile.
La mesure optique a permis, en analysant la répartition spatiale de l'intensité, d'obtenir le champ de pression de surface. Sa dépendance avec les propriétés de la couche rugueuse a été confrontée au modèle de Greenwood-Tripp. Par suivi des aspérités, le champ de déplacement a été mesuré avec une résolution sub-micronique et a mis en évidence la coexistence de zones glissantes et adhérentes prédite par Cattaneo et Mindlin.

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Matei, Andaluzia Cristina. "Modélisation mathématique en mécanique du contact." Perpignan, 2002. http://www.theses.fr/2002PERP0453.

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Abstract:

L'objet de cette thèse est l'étude de quelques problèmes aux limites de contact, avec ou sans frottement, entre un corps déformable et une fondation. Nous nous plaçons dans le cadre de petites déformations et nous étudions des processus quasistatiques pour des matériaux élastiques, viscoélastiques et viscoplastiques. Les résultats que nous obtenons concernent l'existence et l'unicité des solutions faibles ainsi que le comportement des solutions viscoélastiques lorsque la viscosité converge vers zéro. La thèse est structurée en quatre parties. Dans la première nous présentons les divers modèles mécaniques de contact étudiés et nous rappelons quelques outils d'analyse fonctionnelle. La deuxième partie est destinée à l'étude des problèmes viscoélastiques de contact sans frottement, modélisés à l'aide des conditions de compliance normale et de Signorini. Dans la troisième partie nous nous intéressons à l'étude des problèmes antiplans avec frottement de Tresca pour des matériaux élastiques et viscoplastiques linéaires. Enfin, la quatrième partie est destinée à l'étude des problèmes viscoplastiques de contact avec réponse normale instantanée et frottement
The aim of this thesis is the study of some boundary value contact problem, with or without friction, between a body and a foundation. We consider the case of small deformations and we study quasistatic process for elastic, viscoelastic and viscoplastic materials. The results obtained concern the existence and uniqueness of weak solutions as well as the behaviour of the viscoelastic solutions as the viscosity converges to zero. The thesis is structured in four parts. In the first part we present the different mechanical models and we recall some tools of functional analysis. The second part is devoted to the study of viscoelastic frictionless contact problems with normal compliance and Signorini condition. In the third part, we are interested in the study of antiplane problems with Tresca's friction, for linearly elastic and viscoelastic materials. Finally, the fourth part is devoted to the study of viscoplastic contact problems with normal damped response and friction

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Mrad, Hatem. "Simulation probabiliste du problème de contact mécanique." Compiègne, 2008. http://www.theses.fr/2008COMP1744.

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Abstract:

Dans la modélisation des structures par la méthode des éléments finis classique, les propriétés physiques et matérielles ainsi que les conditions aux limites sont considérées généralement déterministes au sens statistique. De ce constat, il est permis de s’interroger sur la validité de la solution issue d’une telle modélisation. Les interrogations se multiplient lorsqu’on admet que les lois physiques qui régissent le comportement de la matière évoluent de manière aléatoire. Pour apporter des éléments de réponses à ces interrogations, nous avons étudié dans le cadre de ce projet par des méthodes probabilistes et stochastiques un certain nombre d’applications académiques et industrielles mettant en évidence l’effet des variations aléatoires des paramètres constituant ces lois sur la solution. Dans le cadre de ces méthodes, l’échantillonnage et la discrétisation constitue des étapes primordiales qui contribuent à la construction, respectivement, du spectre de la solution et du système matriciel. Ce dernier, une fois conditionné, permet de construire la réponse éléments finis après résolution. Si on associe la probabilité et l’aléa à certains paramètres qui constituent ce système, alors la discrétisation de type éléments finis seule devient insuffisante pour produire le nouveau système matriciel qui, a priori, admet un caractère aléatoire ou stochastique absent du système d’équations. La méthode de Monte Carlo offre l’avantage de pallier aux difficultés rencontrées lors du processus de discrétisation. Les travaux de cette thèse se basent principalement sur l’exploitation des avantages de cette méthode voire son efficacité et la simplicité de sa mise en œuvre. Deux exemples de contact de Hertz ainsi que des problèmes de contact multiphysiques académiques et industriels feront l’objet d’une analyse fiabiliste par cette méthode
In a classical finite element model, physical and material properties as well as the boundary conditions are generally considered as being deterministic and constant in a statistical sense. With this observation in mind, the validity of the solution obtained from such a model could be questionable. However, accepting that the laws of physics evolve randomly raises many questions. To address them, this research project will use the stochastic finite element method to study some academic and industrial applications to analyze the effect of random variation of the parameters of these laws on the solution. The discretization is a key step of this method which contributes to the construction of the matrix system. After applying conditioning technique, it’s possible to build the finite element response after resolution. When the probability is associated with some parameters which constitute this system, then only the finite element discretization is no longer sufficient to produce the new matrix system which has random or stochastic process not already included in the equations. The use of the stochastic finite element method provides the way to include adequate probabilistic technique to makes an efficient reliability and a probabilistic study of the mechanical contact problem

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Dubois, Frédéric. "Contact, frottement, grandes déformations élastoplastiques : application à l'emboutissage." Aix-Marseille 2, 1994. http://www.theses.fr/1994AIX22094.

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Abstract:

Ce travail est une contribution a l'etude de problemes bidimensionnels de contact avec frottement, entre un corps rigide et un solide deformable elastoplastique, en presence de grandes deformations et de grands deplacements. Plus precisement, on s'interesse a l'influence du frottement et a l'influence de la presence des joncs de retenue sur le role du serre-flan en emboutissage. Le comportement volumique du materiau est suppose elastoplastique isotrope, avec ecrouissage isotrope. Le modele retenu utilise la notion de configuration intermediaire obtenue par decharge elastique locale du materiau. Le comportement entre la configuration intermediaire et la configuration actuelle est caracterise par une reponse hyperelastique. La configuration intermediaire est actualisee par integration des lois d'evolution plastique, en utilisant une methode de prediction elastique-correction plastique (par retour radial). Un traitement particulier du caractere incompressible de la plasticite, base sur une formulation a trois champs, est propose. Le comportement surfacique est decrit par des conditions de contact unilateral avec frottement de coulomb. La formulation continue en grandes deformations est abordee. La resolution des equations d'equilibre non-lineaires avec contraintes (dues au contact et au frottement) necessite l'utilisation d'une methode de newton generalisee. Differentes methodes numeriques pour resoudre, a chaque iteration d'equilibre, le systeme lineaire avec contraintes sont presentees et comparees: methodes de programmation mathematique (lemke, gauss-seidel, rosen), techniques de regularisation (penalisation, lagrangien augmente). Un algorithme de pilotage en deplacement permettant de maintenir l'effort applique par le serre-flan est propose. Des resultats d'etudes numeriques et experimentales sur l'influence du frottement sur les petits rayons sont presentes et compares. Enfin un probleme d'emboutissage complet est traite

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Taub, Raphaelle. "Assemblages d'objets élancés : mécanique et effets de contact." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASP021.

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Abstract:

On dit d'un objet qu'il est élancé si au moins l'une de ses dimensions est petite devant les autres. Cette caractéristique permet de lui imposer des déformations importantes en restant dans le domaine élastique. Si on assemble plusieurs de ces objets, prédire la réponse mécanique de l'ensemble nécessite de prendre en compte des effets de contact dont notamment le frottement et l'adhésion. Dans cette thèse, nous étudions deux assemblages de ces objets. Le premier est un assemblage de plaques et le deuxième de poutres. Nous examinons dans la première partie deux livrets dont les pages sont intercalées deux à deux, un type d'assemblage devenu populaire pour les résultats impressionnants qu'il produit quand il est réalisé avec des annuaires. Nous avons caractérisé l'origine de la force qui maintient les deux livrets entremêlés. Dans La deuxième partie nous étudions la compression d'un faisceau de fibres reliées par leur extrémité. Nous discutons aussi lien entre ces expériences et la physique de la peinture
An object is said to be slender if at least one of its dimensions is small compared to the others. This characteristic makes it possible to impose important deformations on it while remaining in the elastic domain. If we assemble several of these objects, predicting the mechanical response of the assembly requires taking into account contact effects including friction and adhesion. In this thesis, we study two kind of assemblies. The first one is ensemble of plates and the second one of beams. We study in the first part two booklets whose pages are inserted two by two, a type of assembly that has become popular for the impressive results it produces when made with phonebooks. We have characterized the origin of the force that keeps the two booklets interleaved. In the second part we study the compression of a bundle of fibers connected by their ends. We also discuss the link between these experiments and the physics of painting

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Doghri, Issam. "Etude de la localisation de l'endommagement." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066151.

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Abstract:

Dans le cadre de l'approche locale de la rupture par la mécanique de l'endommagement, il s'est avère que la prévision numérique par éléments finis de l'amorçage et surtout de la propagation de zones complètement endommagées, n'était pas fiable. La motivation de notre travail est d'essayer de comprendre les raisons du caractère imprévisible des résultats obtenus. Nous considérons des lois de comportement elasto-plastiques couplées à l'endommagement en faisant l'hypothèse des petites perturbations isothermes en quasi-statique. Nous présentons un algorithme de calculs par éléments finis. Nous intégrons la loi de comportement selon un schéma purement implicite et nous définissons un module tangent cohérent, différent du module continu souvent utilise. Nous montrons que le caractère adoucissant des matériaux provoque par le couplage de leur comportement elasto-plastique avec l'endommagement entraîne des phénomènes de bifurcation, de perte d'ellipticité et de localisation, sources de problèmes numériques. Nous présentons une étude expérimentale pour valider un critère d'amorçage que nous proposons. Un élément fini classique étant incapable de rendre compte d'un endommagement localise, nous proposons une procédure permettant de construire un nouvel élément pouvant être traverse par une bande de localisation de l'endommagement

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Oliveira, Seabra Jorge. "Influence de l'ondulation des surfaces sur le comportement des contacts hertziens secs ou lubrifies." Lyon, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAL0018.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude des contacts hertziens, secs ou lubrifiés et s'applique aux contacts entre des dents d'engrenages et des éléments, billes, bagues : les roulements. En particulier, les influences de la charge appliquée au contact et de l'ondulation ou rugosité des surfaces sur le comportement du contact sont très importantes. La prise en compte des paramètres ci-dessus dans les contacts fortement chargés impose l'utilisation de nouvelles formulations du problème sec et lubrifié. Des modèles numériques sont développés pour déterminer les distributions de pression et les géométries déformées de ces contacts en fonction de la charge, de la géométrie globale du contact, des vitesses des surfaces et de l'ondulation des surfaces. En particulier, il a été possible de surmonter la limitation en charge, caractéristique des algorithmes classiques. Les résultats présentés montrent l'influence de tous ces paramètres, soit pour les contacts secs, soit pour les contacts élasto-hydrodynamiques linéaires et ponctuels. Des relations sont proposées pour calculer ces contacts.

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Zaghdoudi, Siham. "Analyse des phénomènes d'usure par choc et frottement." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066639.

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Abstract:

L'usure induite par le phénomène d'impact-glissement pénalise de nombreux composants industriels, notamment lorsqu'il existe des jeux. Elle limite fortement leur durée de vie et entraîne des surcoûts de production. Ce phénomène demeure encore assez difficile à analyser a cause des nombreux paramètres mis en jeu (mécanique matériau environnement. . . ). Dans ce contexte, des tentatives de prédiction des risques d'usure sont proposées. Mais elles demeurent encore insuffisantes. Dans ce travail, et après une synthèse de l'état de l'art, nous avons entrepris un ensemble d'expériences qui nous ont permis de dégager des lois simples concernant l'évolution de l'usure en fonction des paramètres de l'impact-glissement. En parallèle, une étude numérique du contact en présence de chocs et de frottement est proposée. Elle inclut les effets de plasticité et d'oblicité du choc. Elle nous a permis d'avoir une idée sur la distribution des contraintes et sur l'évolution des caractéristiques spatiales et temporelles du contact et par suite d'interpréter les résultats expérimentaux. Enfin, un modèle d'usure se basant sur les résultats expérimentaux et numériques est proposé. Ce modèle est basé sur les concepts de dégradation (comportant une phase initiale de matage et ensuite une phase de dégradation de type fatigue) et d'évacuation des débris d'usure

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Hannachi, Fasia. "Modélisation d'un contact électrique soumis à une contrainte mécanique." Nancy 1, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10444.

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Peyruseigt, François. "Optimisation mécanique d'un contact conforme : application aux rotules aéronautiques." Toulouse, INPT, 2008. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00001910/01/peyruseigt1.pdf.

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Abstract:

Une des problématiques se posant au niveau des rotules est l'appéciation de l'usure des surfaces sphériques qui conduisent au grippage. Cette usure est liée à la distribution des pressions de contact sur les portées sphériques et au comportement tribologique de l'interface. Plusieurs outils de calcul de pressions de contact ont été confrontés. Pour valider leur représentativité, des essais de photoélasticimétrie 3D et de corrélation volumique par tomographie optique ont été réalisés pour comparer leurs résultats à ceux d'un modèle éléments finis. Le comportement tribologique des rotules a été analysé par la réalisation d'essais élémentaires et sur des rotules démonstrateurs pour sélectionner des couples de revêtements performants pour l'application. Une étude d'influence des paramètres de conception de la rotule et une optimisation de son profil sphérique ont été menées pour mettre en évidence des pistes d'amélioration de la répartition des pressions de contact notamment pour l'atténuation
The main problem that occurs on spherical plain bearings is their spherical surfaces wear prediction that can cause their seizure. This wear is linked with the contact pressures field on the spherical bearing surfaces and with the interface tribological behaviour. Several contact pressure optimization tools are copared. To check their representativeness, scattered light photoelasticity and digital volume correlation tests were performed to compare their results to finite element model ones. The tribological behaviour of a spherical plain bearing was studied by performing elementary tests and on scalled bearings to select most efficient couples of coatings for this application. An influence analysis of the bearing design parameters and an optimisation of its spherical profile were performed to highlight improvement ways for the contact pressures distribution particularly for the edge effects attenuation

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Chertier, Olivier. "Contact et frottement entre solides déformables en grandes déformations." Aix-Marseille 2, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX22116.

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Abstract:

Dans le contexte de l'emboutissage, on presente la modelisation de problemes de contact avec frottement entre plusieurs corps deformables dans un cadre cinematique non lineaire. Ces non linearites sont a la fois geometriques (grandes transformations, grands deplacements) et materielles (plasticite). Le probleme de contact est resolu par une methode de programmation mathematique (la methode de lemke) dont l'extension au cas du contact entre solides deformables est donnee. Les methodes de penalisation et de lagrangien augmente sont developpees pour comparer notre formulation. Les modeles developpes sont ensuite utilises pour traiter deux problemes de tribologie. Le premier concerne la caracterisation du frottement comme l'engrenement de deux micro-asperites de surface. Dans le second, pour un essai classique de frottement plan/plan, on analyse l'influence d'un coefficient de frottement evolutif avec les conditions locales de contact.

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Abadie, Michel. "Simulation dynamique de mécanismes, prise en compte du contact frottant." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20139.

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Abstract:

L'objet de ce travail est de traiter des problemes de contact frottant en simulation dynamique de mecanismes. La methode classique consiste a modeliser le contact par des techniques de penalisation. Les efforts de contact sont alors consideres comme des efforts exterieurs a l'aide de loi de contact regularisees. Les problemes qu'engendrent cette methode sont : - oscillations des efforts de contact et des accelerations - systeme raide d'equations differentielles - on ne respecte pas la loi de coulomb mais une loi regularisee afin d'eviter ces problemes, nous proposons une approche qui est basee sur la notion de liaisons unilaterales. Ce travail presente de maniere detaillee la mise en uvre de cette methode, en essayant de mettre en evidence les forces et les faiblesses de cette approche.

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Cheung, Connie Tsui-Ping. "Expression and localisation of cutaneous alcohol and aldehyde metabolising enzymes." Thesis, Imperial College London, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.342325.

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Tamine, Tawfik. "Amorçage de fissures par fatigue-contact." Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Tamine.Tawfik.SMZ9418.pdf.

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Abstract:

La présente thèse est une contribution à la compréhension du phénomène d'écaillage provoque par la fatigue contact. Cette fatigue apparait en dessous d'une surface soumise à un chargement de contact quasi ponctuel, à partir d'une inclusion, site idéal pour l'amorçage de fissures. Souvent la direction d'amorçage et de propagation de fissures est associée à la répartition des contraintes résultant du chargement complexe. Pour mettre en évidence ce phénomène, nous avons entrepris: une étude bibliographique afin de recenser les différents travaux relatifs à la concentration des contraintes, aux critères d'amorçage et à la répartition des contraintes au voisinage d'un défaut. Une étude expérimentale simulant l'amorçage de fissures selon les trois modes de sollicitation. Un calcul aux éléments finis qui nous a permis de développer de nouveaux critères d'amorçage. Ces critères s'adaptent mieux aux résultats expérimentaux en comparaison avec ceux de la littérature
The present thesis is a contribution to the knowledge of the shelling process caused by a contact fatigue. This phenomenon appears under a surface submitted to a quasi punctual loading and initiates at an inclusion which is the most probable site for crack initiation. The direction of propagation is associated with the stress distribution resulting from a complex loading. To understand this phenomenon, we present : a bibliographical study to collect the different works related to stress concentration, crack initiation criteria and the stress distribution in the vicinity of a defect. An experimental study for the simulation of crack initiation under the three modes of loading. A finite element calculation from which we have derived new initiation criteria. We have shown that they best fit the experimental results by comparison with those given in the literature

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Eddhahak-Ouni, Anissa. "Modélisation de l'usure superficielle dans les contacts roulants : mise en place des méthodes adaptées au cas non stationnaire des contacts came galet." Université de Marne-la-Vallée, 2006. http://www.theses.fr/2006MARN0300.

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Abstract:

La simulation de l’usure dans les contacts roulants est considérée l’une des plus grandes préoccupations des concepteurs et des industriels. Afin de pouvoir prolonger la durée de vie de leurs systèmes mécaniques, un outil de prédiction de l’usure doit être développé. Ce travail de recherche a pour but de mettre en place une approche simplifiée pour la description de l’évolution de l’usure dans les pistes des cames des souffleuses des bouteilles plastiques fabriquées par Sidel. La forme cycloïdale de la came commande le roulement du galet et régit ainsi la cinématique du système d’ouverture/fermeture des moules. De ce fait, la vitesse de rotation du galet et l’effort de contact came/galet ne sont pas stationnaires et il est intéressant de pouvoir reproduire ces phénomènes transitoires et décrire le profil usé des solides en contact dans un régime non stationnaire. Dans un premier temps, nous abordons l’étude en présentant une approche simplifiée pour résoudre le problème de contact roulant en régime stationnaire. La pertinence de la méthode est prouvée en la confrontant à l’approche exacte et en la testant sur différents cas critiques…Ensuite, nous étendons cet outil au cas transitoire en prenant en compte l’aspect dynamique des solides en contact. Le modèle transitoire construit est puissant en temps de calcul et ses résultats sont en cohérence avec la réalité. L’exemple industriel du système d’ouverture/fermeture des moules des machines de soufflage est traité en faisant l’hypothèse des pièces rigides et des liaisons parfaites. La loi d’Archard est utilisée en version modifiée pour décrire l’évolution du profil de la came usée en fonction des passages des galets. En fin de cette étude et dans le but de traduire les phénomènes d’une façon plus réaliste, nous avons investigué la prise en compte de la flexibilité des pièces dans la modélisation. Les résultats numériques des équations de la dynamique non linéaire sont comparés aux résultats du modèle rigide afin de conclure sur l’influence de la flexibilité sur la réponse dynamique du système
Wear simulation in rolling contact is considered one of the major concerns of designers and industrialists. In order to extend the life time of their mechanical systems, a wear prediction tool has to be developed. The aim of this research is to develop a simplified approach for the description of wear evolution in cam’s track of the plastic bottles blowing machines manufactured by Sidel. Thecycloid shape of the opening/closing cam governs the roller movement and consequently the system kinematics. Thus, roller rotation velocity and normal contact load cam/roller are not stationary, so it’s of interest to be able to describe these transient phenomena as well as the worn profiles of the contacting bodies during time. First, we start the study by presenting a simplified approach for the resolution of the rolling contact problem in steady state. The method reliability is proved when compared with the exact theory and tested on several critical cases. Second, we extend this approach to transient case by taking into account the dynamic feature of both solids. This transient model is fast, its results show a good agreement with the reality. The industrial example of the moulds opening/closing system of the blowing machines is treated making the hypothesis of components stiffness and perfect joints. The Archard’s law is used with a modified version to describe the evolution of worn cam profile versus rollers passages. In the end of this work and in order to describe phenomena in a more realistic way, we investigated the influence of components flexibility in the modelling. Numerical results of non linear dynamic equations are compared with the stiff model to conclude on the effect of the flexibility on the system dynamic response

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Caro, Anne-Sophie. "Formulation et résolution des problèmes de contact avec frottement et adhérence en grandes déformations." Aix-Marseille 2, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX2A001.

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Kheris, Fatah. "Gestion innovante du contact pour l'analyse mécanique des assemblages complexes." Compiègne, 2012. http://www.theses.fr/2012COMP2021.

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Abstract:

Les travaux que nous proposons concernent le développement d’une technique de remaillage local tridimensionnel permettant la mise en coïncidence des nœuds des surfaces en contact pour améliorer l’efficacité et la robustesse des procédures de contact multi-corps dans le cadre de la simulation numérique par éléments finis. Les surfaces de contact sont ensuite représentées par approximation diffuse. Des travaux antérieurs ont montré que le calcul des efforts de contact peut être amélioré si les nœuds aux interfaces de contact sont coïncidents, spécialement dans le cas du contact patch test introduit par Papadopoulos et Taylor. En outre, dans une formulation maitre esclave, les problèmes de projections introduisent une dissymétrie dans la résolution et peuvent nuire à la convergence de l’analyse. L’attribution des rôles joués par le solide maitre ou esclave n’a pas de sens physique et bien que des règles d’affectation de rôle à tel ou tel solide aient déjà été apportées par la littérature, le choix des rôles requiert bien souvent l’intervention d’un opérateur humain. La création d’un maillage compatible aux interfaces de contact simplifie grandement les aspects géométriques associés au problème de contact. Dans un premier temps les surfaces de contact sont détectées à partir du maillage surfacique de la frontière uniquement. On obtient des zones maillées avec des maillages incompatibles aux interfaces. La frontière de l’intersection est située sur une bande d’éléments qui délimite la zone de contact, qu’il convient de remailler en passant par un espace de projection convenablement choisi. On supposera alors que les surfaces de contact sont localement développables. On remaille localement chaque surface avec des nœuds disposés en vis-à-vis. Si nécessaire, le maillage peut être localement raffiné afin d’augmenter la précision du calcul, particulièrement sur les surfaces fortement courbées. Les surfaces de contact sont interpolées par approximation diffuse, ce qui permet de relocaliser les nœuds sur la surface diffuse en respectant les courbures des surfaces de contact. Les éléments volumiques reliés aux éléments surfaciques modifiés sont ensuite détruits. La cavité délimitée par les éléments surfaciques modifiés est alors remaillée à l’aide d’un maillage tétraédrique non structuré. Comme le remaillage est local, le coût global de la procédure est fortement réduit. L’expérience montre qu’un grand nombre de surfaces en contact peut être traité grâce à cette technique
In this work, we propose a remeshing technique based on node to node contact surfaces in order to enhance the robustness and the performance of 3D contact analysis by finite elements. Previous works have shown that the computation of contact forces at the interface could be improved if nodes at the interface are coincident, especially in the case of the contact patch test introduced by Papadopoulos and Taylor. In addition, in a master-slave formulation, projection problems introduce a dissymmetry in the resolution and may impede the convergence of the analysis, and even if there are some attribution rules between the master surface and the slave surface, there are still some problems to deal with. The creation of compatible meshes at the interface greatly simplifies the geometrical aspects of contact analysis especially in 3D. In a prior approach, contact areas are detected while using the surface mesh of the frontiers only. Contact elements are removed and compatible meshes at the surface interface are created. Contact areas are supposed to be developable but not necessary planar and the prior surface remeshing is based on the unfolding of the areas into contact. If necessary, the surface mesh at the interface can be refined in order to increase the accuracy of the computation, especially in curved areas. Surfaces into contact are interpolated by diffuse approximation what enables to relocate the newly created nodes with respect to the curvature of the initial surfaces. 3D elements connected to surface nodes into contact are removed and a local remeshing of the cavity is performed with unstructured tetrahedral mesh. Since the procedure is local, the cost of the overall process is greatly reduced. Experience shows that a high number of contact areas can be handled with this technique

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Yastrebov, Vladislav. "Mécanique numérique du contact : géométrie, détection et techniques de résolution." Phd thesis, Paris, ENMP, 2011. https://pastel.hal.science/pastel-00657305.

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Abstract:

Le but de ce travail était de fournir un cadre cohérent pour le traitement des problèmes de contact en utilisant une discrétisation de type noeud à segment. Trois aspects principaux de la mécanique numérique du contact ont été particulièrement considérés : la description de la géométrie, le problème de détection de contact et les techniques de résolution. Le manuscrit contient cependant une présentation complète de la mécanique du contact et des algorithmes numériques qui lui sont attachés. Un nouveau formalisme mathématique -- les s-structures -- est employé dans l'ensemble de la thèse. Il fournit un cadre de formulation intrinsèque qui permet d'exprimer de façon compacte un grand nombre de problèmes de mécanique et de physique. La thèse propose plusieurs idées originales et des extensions des techniques classiques, qui ont toutes été mises en œuvre dans le code de calcul par éléments finis ZéBuLoN (ZSeT). Plusieurs études de cas, présentées dans la thèse, viennent démontrer les performances et la robustesse des méthodes numériques utilisées pour la détection et la résolution
The goal of this work is to derive a consistent framework for the treatment of contact problems within the Finite Element Method using the Node-to-Segment discretization. Three main components of the computational contact have been considered: geometry, detection and resolution techniques. For the sake of completeness, the mechanical aspects of contact as well as numerous numerical algorithms and methods have been discussed. A new mathematical formalism called "s-structures" has been employed through the entire dissertation. It results in a comprehensive coordinate-free notations and provides an elegant apparatus, available for other mechanical and physical applications. Several original ideas and extensions of standard techniques have been proposed and implemented in the finite element software ZéBuLoN (ZSeT). Numerical case studies, presented in the dissertation, demonstrate the performance and robustness of the employed detection and resolution schemes

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Yastrebov, Vladislav. "Mécanique numérique du contact : géométrie, détection et techniques de résolution." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00657305.

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Abstract:

Le but de ce travail était de fournir un cadre cohérent pour le traitement des problèmes de contact en utilisant une discrétisation de type noeud à segment. Trois aspects principaux de la mécanique numérique du contact ont été particulièrement considérés : la description de la géométrie, le problème de détection de contact et les techniques de résolution. Le manuscrit contient cependant une présentation complète de la mécanique du contact et des algorithmes numériques qui lui sont attachés. Un nouveau formalisme mathématique -- les s-structures -- est employé dans l'ensemble de la thèse. Il fournit un cadre de formulation intrinsèque qui permet d'exprimer de façon compacte un grand nombre de problèmes de mécanique et de physique. La thèse propose plusieurs idées originales et des extensions des techniques classiques, qui ont toutes été mises en œuvre dans le code de calcul par éléments finis ZéBuLoN (ZSeT). Plusieurs études de cas, présentées dans la thèse, viennent démontrer les performances et la robustesse des méthodes numériques utilisées pour la détection et la résolution.

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Senouci, Abdelhak. "Etude théorique et expérimentale du comportement tribologique d'un contact électrique cuivre/acier." Poitiers, 2001. http://www.theses.fr/2001POIT2278.

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Diop, Thierno. "Résolution itérative de problèmes de contact frottant de grande taille." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34968.

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Abstract:

La résolution des problèmes de contact avec frottement est d’une grande importance dans beaucoup d’applications en ingénierie. Pour ces applications, la précision et l’optimisation du temps de calcul sont des contraintes impératives mais souvent contradictoires. Les problèmes industriels portent généralement sur des géométries complexes et tridimensionnelles composées de matériaux au comportement non linéaire. De ce fait, si on utilise la méthode des éléments finis, ils mènent à des problèmes discrets non linéaires et de grande taille. Ces derniers, après linéarisation, entraînent des systèmes algébriques de plusieurs milliers voire de millions d’inconnues ne pouvant être résolus que par des méthodes itératives. Ceci implique que les méthodes fréquemment utilisées, la pénalisation et le lagrangien augmenté, ne peuvent être considérées en raison du mauvais conditionnement de la matrice sous-jacente donc de leur effet négatif sur la convergence des méthodes itératives. Nous proposerons une approche itérative efficace pour résoudre les problèmes de contact associés à des applications industrielles : une résolution permettant d’avoir des résultats numériques précis en un temps de calcul acceptable. Cette approche sera basée sur la méthode des multiplicateurs de Lagrange et une méthode de résolution du système linéaire associé qui n’est pas tout à fait standard. Cette dernière s’insère dans un processus itératif à plusieurs niveaux qui représente la principale contribution de la thèse. Nous présenterons la stratégie adoptée qui est différente de celles de la littératurepour la résolution des problèmes de types point de selle et en ferons une étude complète. Pour valider notre approche, nous étudierons des exemples numériques académiques de problèmes de contact classiques. Nous présenterons aussi des problèmes industriels de très grande taille afin d’illustrer l’efficacité, la précision et la performance en temps de calcul de la méthode développée dans cette thèse.
Solving friction contact problems is of great importance in many engineering applications. For these applications, the accuracy and the optimization of the calculation cost are imperative but often contradictory. Industrial problems generally involve complex and three-dimensional geometries composed of materials that exhibit non-linear behavior. Consequently, using the finite element method, they lead to large-scale non linear discrete problems and, after linearization, to algebraic systems of several thousand or even millions of unknowns and ultimately tocalculations needing iterative methods. This implies that the frequently used methods, the penalization and the augmented Lagrangian, are to be banned because of their negative effect on the condition number of the underlying discrete systems and thus on the convergence of theiterative methods. We will propose an efficient iterative approach to solve the contact problems associated with industrial applications: a resolution allowing to have accurate numerical results in an acceptable computation time.This approach will be based on the method of Lagrange multiplier and a method for solving the associated linear system that is not quite standard. The latter is part of an iterative, multi-level process that represents the main contribution of the thesis. We will present the adopted strategy, which is different from what is found in the literature, for the resolution of saddle-type problems and will make a complete study of it. To validate our approach, we will study academic numerical examples of classical contact problems. We will also present some large-scale industrial problems in order to illustrate the efficiency, accuracy and computation performance of the method developed in this thesis.

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Elyoussoufi, Tamaa Lai͏̈la. "Contact unilatéral avec frottement sec en milieux continus discrétisés." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20103.

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Abstract:

On presente une contribution a l'etude des phenomenes de contact unilateral et de frottement sec, et ceci pour des milieux continus discretises en elements finis. Elle porte sur les deux problemes suivants: d'une part, la comparaison de deux approximations des reactions de contact, une part des forces concentrees aux nuds, et l'autre par des forces constantes par morceaux. Cette comparaison a lieu en utilisant conjointement deux types d'elements finis, t3 et t6. Il en ressort qu'il n'est pas toujours justifiable de concentrer les reactions aux nuds mais bien que les resultats ne soient pas toujours theoriquement comparables, les diverses approximations calculees numeriquement sur des exemples sont tres voisines. D'autre part, l'etude des phenomenes survenant lors du contact d'une plaque elastique mince avec un obstacle rigide. Dans un premier modele, on neglige l'effet de l'epaisseur sur la cinematique a la surface de la plaque. Dans un deuxieme modele, on prend en compte cet effet. On montre que le second modele decrit mieux le contact et le frottement en faisant apparaitre le phenomene de prehension

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Kharaghani, Saeed. "Localisation des grandes déformations au laboratoire et in situ." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1994. http://www.theses.fr/1994ECAP0373.

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Abstract:

La localisation des déformations est un phénomène qui apparait dans une large classe de matériaux. Elle fait apparaitre brutalement, dans un champ de déformation homogène, une structure connue sous le nom de bande de cisaillement, caractérisée par des déformations beaucoup plus grandes que dans le reste du matériau. Au laboratoire, c'est au cours des essais triaxiaux, voulus homogènes, que surgit la localisation ; celle-ci vient traverser l'échantillon testé suivant une certaine inclinaison par rapport à la direction de la contrainte principale majeure. Le calcul par la méthode des éléments finis, nécessite la connaissance des lois de comportement et la comparaison des calculs à des modeles et des réalités. Nous avons cherché à montrer que certaines difficultés, en particulier la localisation des grandes déformations dans les essais triaxiaux conduisent à des résultats erronés qu'il faut pouvoir déceler et essayer de corriger. L'indice des vides critique (l'état de plasticité parfaite) est très souvent perturbé. Une méthode de contrôle est proposée avec une première approximation. In situ, l'origine des failles et les causes de leur apparition sont liées à ce phénomène de la localisation. Les vitesses de déformation sont très différentes pour la tectonique et pour l'essai triaxial ; néanmoins on observe des failles directes et inverses qui font avec la contrainte principale majeure un angle analogue à celui observé dans un essai triaxial. L'autre objectif de notre travail est donc l'étude de l'origine de l'apparition des différents types de failles dans le cadre de l'approche théorique de ce type d'accident géologique. Pour cette partie de notre travail, l'existence d'un siècle de mesures topographiques des veines de charbons nous a conduit à choisir le bassin houiller du nord-pas de calais. Ces mesures nous donnent une base numérique pour étudier les grandes déformations et les failles existants dans cette région. En analysant les données retraçant les déformations tectoniques provoquées durant les différentes périodes géologiques, nous proposons une base de comparaison pour le calcul avec éléments finis destiné à visualiser la localisation des grandes déformations tectoniques

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Kounoudji, Komla Apelete. ""Intimité tribologique" des contacts d'un assemblage boulonné. Contrôle du serrage, du dévissage, ...des assemblages d'aéro-structures et conséquences sur leur conception." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI055/document.

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Abstract:

Depuis l'utilisation des boulons au XVème siècle pour assembler deux pièces, les assemblages boulonnés posent des questions quant à la compréhension de leur fonctionnement et de leurs défaillances, telles que la variation de la tension de serrage entrainant, le desserrage, le dévissage, la perte d'étanchéité, l'initialisation de fissures, ... Pour comprendre leur fonctionnement, une méthodologie d'analyse tribologique a été mise en place, permettant de démonter un assemblage boulonné sans le desserrer, afin de ne pas modifier les conditions de contact lors du desserrage. Ainsi, toutes les interfaces d'assemblages (‘‘filets’’ écrou/vis et ‘‘autres que filets’’) formant des triplets tribologiques, ont été étudiées durant les trois phases de leur cycle de vie (fabrication, serrage, service) par le biais de cas-tests de matériaux différents. Un dialogue interactif entre les expérimentations (corrélations d'images, expertises) et la simulation numérique (Eléments Finis, Eléments Discrets) a permis de dégager des interprétations, notamment concernant les trois phases. Lors de la fabrication, le roulage des vis engendre des transformations tribologiques superficielles au niveau des sous-surfaces des filets formés. Le cœur des vis (noyau) restant non-déformé, ce procédé crée ainsi une différence de microstructure au sein de ces vis, ce qui est une source d'altération de leurs propriétés en fatigue. Lors du serrage, il se forme à l'interface ‘‘filets’’ une mixture de troisièmes corps ‘‘sec-solide’’, accommodant la vitesse entre la vis et l'écrou. Cette mixture résulte d'une réactivité entre une graisse utilisée pour le serrage et des particules, détachées d'un revêtement appliqué sur les filets d'écrous et/ou de vis. En fin de serrage, une partie de la mixture reste piégée entre les filets, jouant le rôle de maintien de la tension de serrage. Dans ces conditions, il apparaît que le frottement varie en fonction de la rhéologie de la mixture, conditionnant la variation de la tension de serrage. En service, des instabilités de contact (glissement, décollement, ...) ont été identifiées au niveau des interfaces. Ces instabilités engendrent dans les interfaces ‘‘autres que filets’’ la formation d'un troisième corps oxydé. Ce dernier constitue un surplus de matière qui peut entrainer l'augmentation des contraintes mécaniques dans les assemblages. A l'interface ‘‘filets’’ écrou/vis, il a été constaté que si la mixture de troisièmes corps piégée en serrage n'est pas cohésive, elle est extrudée des contacts, initialisant la perte de la tension de serrage. A partir de ces interprétations, des interactions entre plusieurs circuits tribologiques conduisent à converger vers un scénario de fonctionnement des assemblages boulonnés, permettant de solutionner leurs défaillances par la re-conception (mise en place de gorge de décharge, ...)
Since the use of bolts in the fifteenth century to assemble two parts, the bolted assemblies have the interrogations according to the understanding of their operating and failures occurring, such as the variation of the clamping force leading to, self-loosening, loss of sealing performance, cracks initialization, ... In order to understand their operating, a methodology focused on tribological approach was established, enabling to disassemble a bolted assembly without loosen its, allowing to not change the contact conditions during loosening. So, all the bolted assemblies interfaces (nut/screw ‘‘threads’’ and ‘‘others than threads’’) constituting tribological triplets, have been studied according to the three stages of their full life-cycle (manufacturing, tightening and service) using configurations of different materials. An interactive dialogue between the experiments (fields measuring by digital images correlation, tribological analysis) and the numerical simulation (Finite Element Method, Discrete Element Method) has led to interpretations about the three stages. During the manufacturing, the rolling of screws generates tribological superficial transformations in subsurfaces of machined threads. Contrariwise, inside the volume of these machined screws, there is no tribological transformation. So, this manufacturing process creates a difference of microstructure in these screws, that could be a source of their fatigue properties destruction. During the tightening, it produces at ‘‘threads’’ interface a ‘‘dry-solid’’ mixture of third bodies, accommodating the speed jump between the screw and the nut. This mixture is the result of a reactivity between a grease used for bolted tightening and the particles, detached by plastic flow from a coating initially applied on the threads of nuts and/or bolts. At the end of the process, a part of the mixture remains trapped in the threads, playing the role of maintaining the clamping force. In these conditions, it appears that the friction varies depending of the rheology of the mixture, conditioning the variation of the clamping force. In service, contact instabilities (slip, peeling off, ...) have been identified in the interfaces. These instabilities lead to the formation of an oxidized third body in ‘‘others than threads’’ interfaces. This oxidized third body represents a surplus of material and can increase mechanical stresses in the assemblies. In the nut/screw ‘‘threads’’ interface, it was found that if the mixture of third bodies trapped during the tightening stage is not cohesive, it is extruded, initializing the loss of clamping force. Based on the findings, the interactions between multiple tribological circuits lead to converge to a scenario of bolted assemblies operating, allowing to solve their failures by re-designing (create discharge grooves, ...)

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Voisin, Jean-Marc. "Méthodologie pour l'étude de l'endommagement d'un contact tube-grille : Texte imprimé." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1992. http://www.theses.fr/1992ECDL0049.

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Abstract:

La longevite des nouveaux echangeurs thermiques sodium-eau depend fortement des conditions de contact entre les tubes et les alesages des grilles anti-vibratoires. Leur endommagement donne lieu a des avaries prematurees. Il peut avoir deux origines: la fissuration ou la perte de matiere. Afin d'examiner ces deux modes de ruines, nous avons realise deux types d'essais. Ainsi, l'etude de la perte de matiere a ete menee au moyen d'essais en impact et glissement mis au point dans le cadre de ce travail. La fissuration, quant a elle, a ete mise en evidence grace a un essai d'usure induite par petits debattements. Une methodologie originale a ete developpee. Elle facilite l'evaluation des conditions de contact susceptibles de favoriser l'amorcage de fissures. Cette demande a permis de determiner des parametres geometriques et des parametres lies aux materiaux critiques vis-a-vis de l'usure et de la fissuration dans le cas industriel d'un contact tube-grille

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DRAGON, LOUISET MARTA. "Contribution a une approche theorique de la mecanique de l'usure." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2000. http://www.theses.fr/2000EPXX0031.

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Abstract:

Ce travail est consacre a l'etude et la modelisation des phenomenes d'usure par contact. La description d'un probleme industriel necessitant une analyse predictive de l'usure est suivie par la representation des classes de mecanismes et regimes d'usure connus. Une analyse des differents modeles classiques et utilises pour decrire l'usure, montre que ceux-ci sont non predictifs a l'echelle macroscopique de l'ingenieur. Un cadre theorique est alors propose pour pallier ce defaut. Dans la premiere partie, une analyse thermodynamique fondee sur l'aspect dissipatif du phenomene de l'usure est appliquee a un systeme tribologique compose de deux solides et de leur interface, consideree comme un milieu continu et delimitee par deux frontieres, mobiles lorsque l'usure a lieu. Deux taux de restitution d'energie sont mis en evidence, caracteristiques de l'usure pour chacun des deux solides. Un critere et une loi d'usure sont formules a l'aide de ces taux. S'interessant au comportement de l'interface en presence de fluide, on s'appuie sur le choix d'un parametre interne adequat et la determination d'un comportement moyen de ce milieu complexe. Ceci permet d'appliquer a l'echelle de l'ingenieur ce modele complet qui est alors un probleme a frontieres mobiles entierement couple. La deuxieme partie traite des methodes de resolution analytiques ou numeriques. Une solution analytique par equations integrales du cas d'un massif elastique use par un poincon rigide permet une etude parametrique, montrant notamment l'influence de la vitesse relative des deux solides et de leur rugosite sur la pression de contact en presence de debris d'usure. Une formulation variationnelle et l'emploi d'elements joints decrivant l'interface sont presentes pour

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Boucly, Vincent. "Semi-analytical modeling of the transient thermal-elastic-plastic contact and its application to asperity collision, wear and running-in of surfaces." Lyon, INSA, 2008. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2008ISAL0065/these.pdf.

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Abstract:

The stress field within machine components is an important indicator for contact failures. In this work, transient and three-dimensional analyses can be realised. A fast and robust algorithm for the resolution of vertical, or rolling and sliding contact is proposed. The first part of this work describes the algorithm used to deal with the vertical contact, which can be either load-driven (ld) or displacement- driven (dd). The way to consider rolling and sliding motion of the contacting bodies consists of solving the thermal-elastic-plastic contact at each time step while upgrading the geometries as well as the hardening state along the moving directions. An application to the tugging between two spherical asperities in simple sliding (dd-formulation) is made. Finally a model for wear prediction based on the material removal during cyclic loading is then proposed
Le champ de contraintes au sein des composants de machines est un indicateur important de défaillance due au contact. Dans ce travail, une analyse transitoire et tridimensionnelle est réalisée. Un algorithme rapide et robuste est proposé pour la résolution du contact vertical, roulant et glissant. La première partie de ce travail décrit l’algorithme utilisé pour formuler le contact vertical, qui peut être traité en imposant soit une charge, soit un déplacement. La manière de traiter le roulement et le glissement de deux corps en contact consiste à résoudre le contact thermo-élasto-plastique à chaque pas de temps en mettant à jour les géométries ainsi que l’écrouissage le long de la direction de roulement. L’application à la collision entre deux aspérités sphériques en glissement simple est développée. Finalement un modèle pour la prédiction de l’usure et du rodage basé sur l’enlèvement de matière durant un chargement cyclique est proposé

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Meftah, Wahib. "Du matériau discontinu forme de grains au milieu continu fictif : localisation des grandes déformations." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1996. http://www.theses.fr/1996ECAP0627.

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Abstract:

L'étude théorique d'arrangements réguliers à maille élémentaire losange permet de mettre en évidence quelques types de cinématiques que l'on cherche ensuite à retrouver dans les essais de déformations d'arrangements initialement réguliers. Le roulement entre deux grains nécessite moins d'énergie que le frottement ; la cinématique fera donc souvent apparaitre des lignes de roulement si la déformabilité des conditions aux limites le permet. Le déplacement et la rotation de chaque grain sont numérisés dans certains cas. Par ailleurs, la géométrie de l'échantillon est divisée en géométrie des grains quasi indéformables, donc constante, et géométrie variable de l'arrangement des grains, celle-ci étant séparée en une partie isotrope simplifiée par l'indice des vides et une partie anisotrope caractérisée par la distribution des plans tangents. L'arrangement à base carrée a deux directions de plans tangents, d'ou une anisotropie géométrique discontinue. Le modèle permet l'étude simultanée de la cinématique des grains (déplacement, rotation) et du milieu continu fictif (mesure des tenseurs de déformation par camera numérique et le logiciel VISIDEF que nous avons développé). Ces modèles permettent donc de valider des calculs du type éléments finis par comparaison des trajectoires de points ou des tenseurs déformations mesures et calcules. Dans le but de favoriser la diffusion et la consultation a distance de ces travaux, l'ensemble des recherches sur le modèle avec rouleaux est disponible sur différents supports : bandes vidéos, C. D. Rom, kodak photo disk et sur le réseau internet.

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Linck, Vannina. "Modélisation numérique temporelle d'un contact frottant : mise en évidence d'instabilités locales de contact : conséquences tribologiques." Lyon, INSA, 2005. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2005ISAL0048/these.pdf.

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Abstract:

Le contact avec frottement de deux corps peut générer des phénomènes de vibration et d'usure. Les conditions globales de contact (vitesses, pressions appliquées) étant généralement stables, elles ne permettent pas d'expliquer ces phénomènes. Une étude temporelle de la dynamique locale de contact (vitesses de glissement locales, contraintes de contact locales. . . ) ainsi que de l'état tribologique local des surfaces (adhérence, glissement ou décollement) a mis en évidence l'apparition d'instabilités (présence de zones de contact adhérentes, glissantes ou décollées) au niveau du contact malgré des grandeurs globales et un coefficient de frottement local constants. Les pressions et les vitesses locales sont alors plus importantes que les grandeurs globales appliquées. Ces instabilités se caractérisent par la propagation dans le volume d'ondes générées dans le contact. Les régimes d'instabilités peuvent être différents en fonction du mécanisme, des matériaux. . . (régimes de type adhérence-glissement, adhérenceglissement- décollement ou glissement-décollement). Les conséquences tribologiques (dissipation de chaleur, impacts, pressions. . . ) ainsi que la valeur du coefficient de frottement global (loin du contact) varient suivant le régime d'instabilités développé à l'interface
The contact with friction between two bodies can lead to the phenomena of vibration and wear. The global contact conditions (velocities, load) are usually stable, and thus cannot explain these phenomena. A temporal study of the local contact dynamics (local velocities, local contact stresses…) and of the tribological state of the contact interface (sticking, slipping or separated) highlighted the generation of instabilities (presence on the contact surface of sticking, sliding or separation zones) in the contact despite constant global parameters and a constant local friction coefficient. Due to the instabilities, the local velocities and pressures are greater than the applied ones. The instabilities are characterized by the propagation in the volume of the wave generated at the interface. The regime of the instabilities can be different due to the material, the mechanism… (regime of stick-slip, stickslip- separation or slip-separation). Tribological consequences (heat dissipation, impact, pressure…) are different from one regime to another

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Pinto, Yves. "Contact et frottement en grandes déformations plastiques : application au serre-flan en emboutissage." Aix-Marseille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX11294.

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Abstract:

La forme variationnelle des equations d'equilibre est etablie en utilisant une description lagrangienne reactualisee. La loi elasto-plastique presentee dans un cadre petites deformations est ensuite etendue au cas des grandes deformations. Cette loi relie la derivee de jaumann du tenseur de kirchhoff au tenseur taux de deformation. Le critere de plasticite utilise est celui de von-mises. Deux algorithmes d'integration sont presentes. Le premier utilise une mesure objective de l'increment de contrainte defini sur une configuration relachee. Le deuxieme algorithme utilise la notion de configuration relachee. Pour ces deux algorithmes, un schema de prediction elastique et de retour radial est utilise. Une formulation variationnelle du contact avec frottement de coulomb conduit, a l'aide d'une methode de point fixe sur le seuil de glissement, a une succession de problemes d'inequations variationnelles ecrits sous forme de minimisation avec contraintes d'une fonctionnelle non differentiable. Le probleme discret est resolu a l'aide d'une methode de gauss-seidel surrelaxee et projetee. La methode de lemke, resolvant directement le probleme de complementarite initial, a ete developpee. Trois applications sont presentees. Il s'agit pour la premiere du test de frottement plan-plan (test inland) dans lequel une tole prise entre deux patins est etiree. La deuxieme application concerne l'emboutissage d'une tole prise entre deux serre-flans sans jonc de retenue. En presence d'un jonc, dans la troisieme application, on traite le probleme en grandes deformations elasto-plastiques

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Farcas, Anca. "Opérateurs linéaires positifs et opérateurs de mémoire en mécanique du contact." Perpignan, 2013. http://www.theses.fr/2013PERP1158.

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Attia, Houda. "Modélisation multi-échelles du comportement mécanique des câbles textiles." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2015. http://www.theses.fr/2015ECAP0018/document.

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Abstract:

Le travail présenté a été réalisé dans le cadre d'un projet de recherche industriel visant à étudier le comportement mécanique des câblés textiles utilisés comme renforts dans les pneumatiques. Les câblés étudiés sont composés de plusieurs dizaines de milliers de filaments, assemblés en brins, qui sont ensuite torsadés ensemble. Le comportement du câble est gouverné par les mécanismes se produisant à l'échelle des fibres élémentaires, et hérite des phénomènes complexes dus aux interactions de contact-frottement entre les filaments. L'objectif de ce travail est de développer une approche permettant de simuler le comportement global de ces câblés au cours des différentes étapes de leur cycle de vie tout en approchant les sollicitations subies à l'échelle des filaments afin d'étudier les mécanismes responsables de l'endommagement de ces structures.La thèse introduit une stratégie multi-échelles originale qui repose sur le développement d'un modèle simplifié de macrofibre. Ce modèle de macrofibre est formulé à une échelle intermédiaire(entre l'échelle microscopique -celle des fibres- et l'échelle macroscopique -celle des câbles-) et dont le comportement soit équivalent à celui d'un paquet de quelques dizaines de fibres. Pour compenser la pauvreté cinématique du modèle de macrofibre, nous proposons de prendre en compte les effets de densification locale des macrofibres (écrasements transverses, réduction des vides) en autorisant des pénétrations importantes entre elles, contrôlées par une loi de contact appropriée. L'objectif de cette modélisation macroscopique est d'estimer le comportement global du câble et de définir des informations à transmettre vers l'échelle microscopique. Le processus d'héritage (choix de quantités macroscopiques pertinentes et manière de les imposer au problème local) constitue l'apport principal de ce travail et se base sur un mode de pilotage mixte à l'échelle microscopique. A terme,les résultats du problème microscopique devront permettre de recaler les paramètres du modèle de contact macroscopique, de manière à obtenir un accord entre les densités déterminées aux deux échelles.La méthode multi-échelles développée est d'abord validée par analyse d'erreur dans un cadre bidimensionnel,puis appliquée sur un câblé textile réel pour mettre en évidence son apport dans un contexte industriel
Textile ropes made of tows of filaments twisted together can be used as reinforcements for composites.The global nonlinear mechanical behavior of these ropes is largely controlled by contact-frictioninteractions taking place between elementary fibers. A finite element code, called Multifil, has beendeveloped in order to simulate the mechanical behavior of such fibrous material. However, due tocomputational costs, the use of this approach is limited to structures made of few hundred fibers,whereas ropes in the scope of our study are formed of few thousand fibers.The purpose of this work is to develop a multi-scale approach for modeling textile ropes with ahuge number of fibers, in order to compute the global behavior of these structures while approachingthe local stresses at the fibers scale. This strategy is based on the development of a simplified modelof macrofibers to solve the problem at the macroscopic scale, and the formulation of a problem at themicroscopic scale driven by relevant macroscopic quantities. Phenomena originating at microscopicscale, and particularly the densification of fibers, are accounted for at the macroscopic scale throughand adapted contact law. Parameters of this law are adjusted so as to obtain a good agreement betweenthe densities determined at macroscopic and microscopic scales

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Beleca, Irimescu Luminita. "Déplacement relatif et frottement à l'interface d'un contact élastique." Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0067/these.pdf.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est l'étude, à la fois théorique et expérimental, du frottement à l'interface d'un contact élastique en roulement ou fretting. Pour un contact général elliptique, normalement chargé, le frottement représente une perte d'énergie produite par deux facteurs: le microglissement à l'interface du contact et l'hystérésis élastique. Afin d'évaluer le frottement induit par les microglissements, un modèle analytique a été développé prenant en compte les déplacements élastiques de la surface de contact. La différence entre les vitesses linéaire des points correspondants de l'interface induits un microglissement supplémentaire calculé à partir des équations cinématique fondamentales. La région de contact se divise en zones de microglissement qui subissent des contraintes de cisaillement. A partir de ces contraintes, la traction tangentielle et le coefficient de frottement correspondante ont été calculés dans tous les points de la surface du contact. Le modèle a été développé pour différentes géométries de contact circulaires et elliptiques. Le champ des contraintes à l'interface a été calculé dans les cas du contact en roulement et en condition de fretting. En supposant la contrainte équivalent Huber-Mises-Hencky responsable pour l'endommagement de la surface du contact, elle a été calculée numériquement dans tous les points du contact. La deuxième source de frottement, les pertes d'énergie par hystérésis, ont été étudiés à travers des essais d'impact, prenant en compte leur dépendance linéaire avec le volume déformé du matériau. Les résultats théoriques ont été validés par comparaison avec des recherches existant dans la bibliographie et des essais expérimentaux propre
The aim of this work is to study theoretically and experimentally the friction in an elastic contact subjected to rolling or sliding (fretting). In a normally loaded elliptical contact, the friction stems from two factors: micro-slip between the contacting surfaces and the elastic hysteresis. In order to evaluate the friction induced by micro-slip, an analytical model was developed by taking into account the elastic displacements on contact surface. The difference between linear velocities of corresponding points of the interface induces a supplementary micro-slip, which can be computed by using the fundamental equations of kinematics. The contact is divided into micro-slip zones, subjected to shear stresses. The tangential tractions and corresponding friction coefficient, were computed for each point in contact surface by considering these shear stresses. The model was developed for circular and elliptical contacts geometry. The stress field on the interface was computed both for rolling and sliding contacts. The Huber-Mises-Hencky equivalent stress, assumed to be responsible for the contact surface failure, was numerically computed in each point of contact surface. The second source of friction, namely hysteresis losses, were studied using impact contact tests. The linear relationship between hysteresis losses and the deformed material volume was assumed. The theoretical results were verified by a comparison with literature and especially deviced experimental tests

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Vouaillat, Guillaume. "Analyse de la fatigue de contact d'engrenages aéronautiques." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI035.

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Abstract:

Le micro-écaillage est une défaillance en fatigue de contact qui intervient sur les composants de transmissions mécaniques tels que les roulements et les engrenages. Le plus souvent, il est le résultat d’un manque de lubrification ou d’un écart avec les spécifications d’état de surfaces. La conséquence est alors l’apparition de sur-contraintes dans le matériau qui évoluent vers des arrachements microscopiques de matière. Ces derniers sont appelés micro-écailles et peuvent éventuellement amener à des dysfonctionnements de la transmission dans laquelle les pièces impactées sont en jeu. La littérature a alors mené de nombreuses études à ce sujet mais manque de travaux liant dans la même analyse, la représentation de l’état de surface à l’origine de la défaillance d’une part et la simulation d’un état microstructural du matériau sollicité qui rentre en compte dans les mécanismes de création de la fatigue de contact, d’autre part. Les travaux de cette thèse présentent donc d’abord, un modèle regroupant ces deux caractéristiques, construit à partir des outils et théories de la littérature. Une étude paramétrique est alors conduite et permet d’estimer l’influence de plusieurs paramètres de contact (glissement, frottement, pressions, rugosité) sur les résultats de trois critères en fatigue de contact. La mise en place d’un critère complémentaire est alors nécessaire pour apporter des précisions là où les premiers critères semblent insuffisants. A partir de l’étude des contraintes de cisaillement au niveau des joints de grains du matériau, la prise en compte de l’historique complet de la sollicitation est possible. Elle permet notamment de proposer une durée de vie avant initiation des microfissures et d’identifier dans le cas du glissement, des cycles locaux complémentaires de sollicitation. Ces derniers résultent des passages répétés des pics rugueux en surface du matériau. Finalement, une comparaison avec une application expérimentale sur composant denture d’engrenages apporte des éléments d’identification des zones à risque vis-à-vis du micro-écaillage dans les applications concernées
Gears and rolling elements that are parts of transmissions are sometimes subjected to rolling contact fatigue failures as micro-pitting. It usually results from a lubrication loss or an uncontrolled surface finishing. First layers of the material are consequently overstressed. Microscopic material wrenching then occurs and is called micro-pitting. Such transmission parts failures may potentially lead to the whole system dysfunction. Several studies have already been performed in the literature concerning this topic. However, few of them take into account both surface roughness and material microstructure analyses which impact rolling contact fatigue mechanisms. Thus, a model with those characteristics is developed from literature theories and tools and presented in this thesis. A parametrical study is then conducted so as to estimate the influence of specific contact parameters (among sliding, friction, pressure and roughness) on three fatigue criteria results. However the use of an additional criterion is necessary in order to give more accurate conclusions. Intergranular shear stresses are subsequently studied and make the analysis of the complete stress history possible. Moreover, a life expectancy to micro-cracks nucleation is computed. An identification of sliding-linked local shear stress oscillations which result from successive rough peaks passing over the material surface is also made. Finally, numerical results are compared to an experimental investigation conducted on FZG-type gears. The most at risk areas regarding micropitting in the relevant applications are thus identified among the addendum, the dedendum and the pitch

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Delost, Matthieu. "Analyse théorique et numérique pour des problèmes quasistatiques régularisés de contact avec frottement." Nice, 2004. http://www.theses.fr/2004NICE4112.

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Abstract:

Nous nous intéressons au problème de contact bilatéral entre un solide déformable élasto-viscoplastique et une fondation rigide, avec condition de frottement de type Tresca ou Coulomb. Les résultats d’existence (et d’unicité dans le cas Tresca) pour les problèmes variationnels associés sont classiques. Ils ne sont néanmoins plus valides dans le cadre de notre étude, pour laquelle nous régularisons un terme dans les inéquations. Nous présentons d’abord le cadre physique et les outils mathématiques liés aux problèmes étudiés. Nous mettons ensuite en place une méthode constructive pour l’analyse d’inégalités variationnelles comprenant un terme convexe régularisé. Nous obtenons ainsi des résultats d’existence et d’unicité de solutions, de convergence asymptotique et d’approximation dans le cadre de l’analyse numérique théorique. Nous appliquons ensuite ces résultats aux problèmes avec frottement de Tresca et de Coulonb en contact bilatéral. Enfin, nous présentons des résultats numériques grâce auxquels nous comparons deux discrétisations en temps et nous étudions l’influence de différents paramètres sur le calcule des solutions
Our interest lies in the bilateral contact between a deformable elasto-visco-plastic solid and a rigid foundation, with Tresca or Coulom friction law. Existence results (and uniqueness results for Tresca law) for associated variational problems are classical. Nevertheless, they are not valid anymore in the frame of aour study, for we have regularized a term in the inequations. We first present the physical background and the mathematical tools related to the problems. We then settle a constructive method for the analysis of variational inequalities involving a regularized convex term. Thus, we obtain existence and uniqueness results, asymptotic convergence results and approximation result concerning theoretical numerical analysis. Then we apply those results to bilateral contact problems involving Tresca or Coulomb friction law. Finally, we present numerical results, in which we compare two ways to compute time discretization and we study the influence of different parameters on the calculus of solutions

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Noël, Bruno. "Dégradations tribologiques de contacts de géométrie conforme sollicites par impact-frottement." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0069.

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Abstract:

Faute d'intégrer les évolutions des conditions tribologiques, les lois d'usure ne peuvent prédire la durée de vie des contacts entre les guidages et les structures élancées des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Cette restriction est palliée par l'étude de l'enchaînement des phénomènes tribologiques contrôlant les débits de troisième corps, donc l'usure. Aussi le but de ce travail est de déterminer la vie de ces contacts. Cette détermination se heurte à la radioactivité qui exclut toute expertise de la réalité, impliquant l'exploitation d'un simulateur qui, hors radioactivité, tente de reproduire les cinématiques de ces contacts afin de servir d'état de référence. Par ailleurs, le manque de caractérisation rhéologique des troisièmes corps solides est contourné par la création d'un atlas qui lie morphologie, cohésion et adhérence des troisièmes corps. Cet atlas est établi à partir de calculs et d'essais réalisés sur différents simulateurs choisis, ou conçus pour découpler les paramètres cinématiques gouvernant conception, naissance et vie propre du troisième corps. L'utilisation de cet atlas permet alors de reconstruire la vie du troisième corps, puis la cinématique du contact, et enfin d'évaluer les débits de troisième corps, dont le débit d'usure. Un scénario de la vie du contact a ainsi été écrit et validé, il met en évidence que le débit d'usure dépend de la reformation du troisième corps et de l'adaptation de sa morphologie à l'accommodation de vitesses entre guidage et structure. De plus, l'exploitation de l'atlas montre que lors d'essais réalisés en fonction de la température, les variations du débit d'usure n'étaient pas uniquement dus aux effets de température sur les matériaux mais étaient aussi dus aux effets de température sur la cinématique du simulateur, donc sur celle du contact, et enfin sur le débit d'usure !
Because the wear laws do not account of evolving tribological conditions, they cannot predict the operating life of contacts between control rods and their guides in Pressurized Water Nuclear Reactors. This restriction is overcome by the study of the chain of tribological phenomena witch control the third body flow and therefore the wear. The aim of this work is to predict this contact life. This problem cannot be studied "in vivo", because of the radioactivity, implying the use of a simulator to attempt to reproduce the real contact geometry and conditions, to create specimens which serve as a reference. The lack of rheological data on the third body is overcome by a catalog relating morphology, cohesion and adherence of this third body. The catalog is established using calculations and tests on different rigs to study the parameters governing birth and life of the third body. The use of this catalog allows the reconstitution of the third body life, the contact behavior, and the third body flow evaluation. One scenario of the contact behavior is described and validated. It shows that the flow of wear particles depends on the third body reconstitution and its morphology is adapted to accommodate the velocity difference between guides and structures. The use of this catalog shows, through tests at different temperatures, that the variation of wear particle flow is due to the temperature influence on the operating conditions and not on the variations of the material properties

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Poulhalec, Alain. "Approche parallèle utilisant deux découpages pour la résolution des problèmes non-linéaires." Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0046.

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Abstract:

L'étude de la réponse d'une structure à comportement non-linéaire (comportement non-linéaire du matériau, grandes déformations et présence de contact avec frottement) impose des temps de calcul trop élevés pour des structures industrielles. Pour réduire ces coûts, nous proposons une adaptation des méthodes incrémentales aux machines à architecture parallèle. La stratégie proposée est basée sur l'utilisation de deux découpages dans le but d'équilibrer les charges sur les différents processeurs. Un premier découpage en sous-domaines permet la résolution des problèmes globaux linéaires et un second découpage est utilisé pour intégrer la loi de comportement. Les non-linéarités de contact et de frottement sont traitées par une approche inspirée de la méthode à grand incrément de temps. L'algorithme, développé avec l'environnement parallèle du code de calcul CAST3M, a été validé sur des exemples à grand nombre de degrés de liberté et sur une machine parallèle
The study of the response of a non-linear behaviour structure (non-linear material behaviour, large displacement and contact with friction ) impose too long computation time for industrial type structures. In order to reduce the numerical cost, we propose an adaptation of incremental methods to parallel architecture computers. The proposed strategy is based on the use of two decompositions in order to balance computing load among over the different processors. The first decomposition in sub-domains is used to solve global linear problems and the second decomposition is used to integrate the behaviour law. Contact and friction non-linearities are processed using an approch based on large time increment. The algorithm, developed in a parallel environment of the CAST3M finite element computer code, is validated on examples with a large numbers of degrees of freedom and processed on a multi-processor computer

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Kollepara, Kiran Sagar. "Low-rank and sparse approximations for contact mechanics." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0030.

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Abstract:

Les stratégies typiques de modélisation réduite de la mécanique des contacts utilisent des approximations de rang inférieur. L’hypothèse sous-jacente est l’existence d’un sous-espace et d’un sous-cône de faible dimension pour les champs de déplacement et de pression de contact, respectivement. Cependant, la pression de contact présente un caractère local, car la zone de contact peut varier en fonction de paramètres tels que le chargement ou la géométrie. Dans cette thèse, la pertinence des approximations de rang faible pour la mécanique des contacts est étudiée et des voies alternatives fondées sur des techniques de régression parcimonieuses sont explorées. Il est montré que la nature locale de la pression de contact conduit à une perte de la séparabilité, limitant ainsi la précision des méthodes de rang faible. Par la suite et pour atténuer les problèmes d’inséparabilité, les approximations utilisant des dictionnaires contenant un grand nombre d’atomes sont étudiées. Deux stratégies sont établies àl’aide de méthodes d’approximation parcimonieuses. L’une est fondée sur une approche d’ensemble actif où les éléments du dictionnaire sont sélectionnés de manière gloutone, et l’autre sur des approximations d’enveloppes convexes qui éliminent le besoin d’appliquer explicitement des contraintes de non-pénétration. Enfin, les méthodes de réduction non linéaires sont explorées. Elles permettent d’enrichir le dictionnaire en utilisant des interpolations nonlinéaires, réduisant ainsi le coût de calcul associé à la construction du dictionnaire dans la phase hors-ligne
Typical strategies for reduced modelling of contact mechanics use low-rank approximations.The underlying hypothesis is the existence of low-dimensional subspace and subcone for the displacement and contact pressure fields, respectively. However, the contact pressure exhibits a local nature, as the contact position can vary with parameters like loading or geometry. The adequacy of low-rank approximations for contact mechanics is studied and alternative routes based on sparse regression techniques are explored. It is shown that the local nature of contact pressure leads to a loss in linear separability, thereby limiting the accuracy of low-rank methods. Subsequently, approximations using overcomplete dictionaries to mitigate the inseparability issues is investigated. Two strategies are devised using sparse approximation methods. One is based on an active-set approach where the dictionary elements are selected greedily, and another is based on convex hull approximations where the non-penetration constraints need not be explicitly enforced. Lastly, the non-linear dimensionality reduction framework is explored. The snapshot set computed in the training phase is enriched at a low complexity using non-linear interpolations, thereby reducing the burden of creating overcompletedictionaries in the offline phase

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Chuzel, Yann. "Caractérisation expérimentale et simulation numérique d'impacts de glace à haute vitesse." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0004/these.pdf.

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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 aéronautique en vue de caractériser expérimentalement puis de simuler numériquement l’ingestion par les moteurs de projectiles en tout genre. La glace est un exemple de ces projectiles susceptibles. Notre travail s’inscrit directement dans ce cadre de recherche, avec l’objectif de caractériser expérimentalement le matériau glace à haute vitesse et de simuler des impacts de glace sur une structure. Ainsi, un modèle de comportement général applicable aux matériaux fragiles est proposé, alliant des méthodes modernes sans alliage (SPH) à une loi de comportement élasto-endommageable avec endommagement de type Mazars, modifiée pour son utilisation en dynamique rapide. Puis, une validation de ce modèle sur le béton est menée grâce à l’implémentation d’un couplage entre formulation Meshfree et éléments finis dans le code de calcul EUROPLEXUS. Puis, la 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. Deux campagnes expérimentales permettent de déterminer les paramètres caractéristiques du matériau, de mieux cerner les mécanismes du comportement de la glace à haute vitesse de déformation et de fournir des données d’essai relativement proches de tests de certification réalisés par l’industrie aéronautique. Enfin, le dernier chapitre détaille l’analyse des expériences d’impacts d’un glaçon sur des cibles afin de mettre en évidence les mécanismes mis en jeu et de valider le modèle numérique
To ensure the safety of passengers in aircraft, many studies have been realised by the aircraft industry in order to do characterize the ice material and simulate ingestion in the aircraft engines of different projectiles. Ice is an example of these projectiles. The framework of this study is this research and we want to characterize the ice at high speed and simulate the impact of ice on a structure. Thus, a brittle material behavior model is proposed, which associate the qualities of modern meshfree methods (SPH) to a elastic damage behavior law with Mazars damage, modified for a use in fact dynamics. Then, a validation of the model is done on concrete cases with the implementation of a Meshfree – Finite Elements coupling in the computer code EUROPLEXUS. Then, the synthesis of various studies and researches available on the ice material allow to resume the current knowledge of the ice material and to show the difficulties. Two experimental campaigns are realised to determine the characteristics of the material, to better define the mechanisms of the behavior of ice at high speed velocity and provide test data relatively close to certification tests conducted by the aircraft industry. The final chapter details the analysis of the impact experiments with ice cubes strike on targets in order to identify the mechanisms involves and validate the numerical model

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Bazari, Zakia. "Modélisation du contact pneumatique/chaussée pour l'évaluation du bruit de roulement." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEC010/document.

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Abstract:

Dans un contact pneu/chaussée, le bruit de roulement résulte de l’interaction mécanique entre les aspérités de la chaussée et les pains de la bande de roulement. À l’issue de cette interaction, des forces compressives apparaissent pour repousser les deux corps en contact. Ces forces conduisent à la vibration du pneumatique. Ces vibrations sont à l’origine du bruit rayonné. Le travail de cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’évaluation du bruit de roulement. L’objectif est double. Premièrement, il s’agit de comprendre les mécanismes à l’œuvre dans un processus de roulement de deux surfaces rugueuses qui engendrent une vibration puis du bruit. Deuxièmement, on cherche à mettre en évidence l’influence des aspérités de la chaussée sur les forces dynamiques interfaciales et sur le bruit généré. Dans ce contexte, on propose un nouveau modèle 3D de contact dynamique basé sur la décomposition modale de la réponse du pneumatique. Cette nouvelle approche permet de réduire considérablement le temps CPU. Le pneumatique est modélisé par une plaque orthotrope sur fondation élastique. Le problème de contact est résolu par la méthode de pénalité. On a validé ce modèle analytiquement. Cet outil permet de prédire finement ce qui se passe dans la zone de contact. Nous pouvons prédire les forces de contact et les vitesses vibratoires. En outre, il permet de déterminer l’aire de contact et les cartes de pression. À l’échelle locale, les caractéristiques d’un choc sont connues. On est capable de déterminer la force maximale du choc, à partir de l’évolution temporelle de la force de contact, et sa durée mais aussi le pourcentage de temps du choc
In a tire road contact, the rolling noise results from the mechanical interaction between the asperities of the roadway and the tread pattern. Following this interaction, compressive forces appear to push the two bodies in contact. These forces lead to the vibration of the tyre. These vibrations are the origin of the radiated noise. The work of this thesis falls within the evaluation of rolling noise. The objective is twofold. First, we seek to understanding the mechanisms involved in a rolling process of two rough surfaces that generate vibration and then noise. Second, we aim to show the influence of the road asperities on the interfacial dynamic forces and on the noise generated. In this context, we propose a new 3D model of the dynamic contact based on a modal decomposition of the tyre response. This new approach significantly reduces CPU time. The tyre is modeled by an orthotropic plate on a elastic foundation. The contact problem is solved by the penalty method. This model was validated analytically. This tool allows us to finely predict what happens in the contact area. We can predict contact forces and vibratory velocities. Moreover, it makes it possible to determine the contact area and the pressure maps. At the local scale, the characteristics of a shock are known. We are able not only to determine the maximum force of impact, using time evolution of the contact force, and its duration but also the percentage of shock time

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Tourette, Eric. "Étude mécanique et physico-chimique du contact rouleau - papier lors du calandrage." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00359998.

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Abstract:

Le calandrage consiste à faire passer, à grande vitesse, la feuille de papier entre au moins deux rouleaux, soumis à une force normale et chauffés, afin d'améliorer l'état de surface. Ce passage durant un temps inférieur à la milliseconde et sous une pression de quelques dizaines de MPa produit aussi une diminution de l'épaisseur du papier. Cette thèse étudie le comportement mécanique du papier dans un nip de calandre (zone d'emprise entre les deux rouleaux) et les interactions de surface rouleau / papier. Différents papiers destinés à l'impression - écriture sont étudiés (couché, non couché).Deux essais d'indentation sphérique de feuille de papier (chute de bille et compression quasi-statique) ont été développés et des essais de calandrage ont été réalisés. Les temps de sollicitation lors de l'essai de chute de bille sont comparables à ceux rencontrés dans un nip. L'analyse mécanique des essais permet d'établir des courbes contrainte / déformation et de suivre l'évolution du module d'élasticité " statique " avec la déformation plastique. Ces grandeurs mécaniques s'avèrent sensibles à la formulation et au conditionnement du papier, ainsi qu'au temps de sollicitation. Un modèle mécanique permet d'évaluer à partir des essais de compression quasi-statique, la largeur du nip dans des conditions statiques. L'adhésion entre la surface des papiers et les rouleaux est étudiée à partir un essai de roulement sur un plan incliné et des essais de calandrage. Les essais de calandrage ont également permis de relier l'amélioration des caractéristiques de surface à la réduction d'épaisseur du papier et de préciser comment l'état de surface du rouleau se transfère sur le papier.

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Zammali, Chokri. "Contribution à la modélisation mécanique et numérique des problèmes de contact-impact." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00186569.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit comme contribution au calcul numérique des problèmes de contact-impact entre solides déformables en grandes transformations. Il comporte trois parties. Dans la première, nous élaborons, grâce notamment à l'usage de "champs de signes" (type Level-Sets), une formulation lagrangienne originale pour les problèmes de contact, qualifiée de stabilisée, permettant de généraliser les formulations lagrangiennes classique et augmentée, tout en clarifiant l'intérêt des paramètres d'augmentation et unifiant les implémentations numériques. La deuxième partie est focalisée sur les problèmes d'impact. Nous y proposons une formulation continue hybride (en vitesse) faible-forte dérivant du modèle de Signorini-Moreau, écrit en équations, moyennant l'introduction de champs de signes inconnus. De la formulation continue sont dérivés des éléments de contact-impact après discrétisations en temps par une variante de Θ-schéma et en espace par la méthode des éléments finis compatibles et une méthode de collocation (points finis). La troisième partie est centrée sur les aspects multi-échelles des problèmes de contact-impact. Nous y proposons, tout particulièrement, un modèle d'interface multi-niveau rendant compte des comportements locaux et globaux des interfaces de contact. Ce modèle permet d'intégrer une réalité physique du contact, tout en atténuant significativement les écueils numériques de conditionnement et d'oscillations parasites. Par ailleurs, l'approche Arlequin a été appliquée aux problèmes multi-échelles (en espace) de contact-impact montrant la possibilité de "zoomer" avec une grande flexibilité les zones critiques de contact-impact et de mixer des modèles et des schémas différents au sein d'une même structure impactée. La pertinence des idées proposées est illustrée par des résultats numériques obtenus suite à des développements réalisés dans Code_Aster.

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Ayyad, Youssef. "Analyse variationnelle et numérique de quelques problèmes dynamiques en mécanique de contact." Perpignan, 2008. http://www.theses.fr/2008PERP0936.

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Abstract:

L’objectif de ma thèse est l’étude de quelques problèmes dynamique de contact avec et sans frottement, entre un corps déformable et une fondation. Nous commençons par la présentation des modèles mécaniques, suivie de quelques rappels d’analyse fonctionnelle et d’équations aux dérivées partielles. Puis, nous réalisons l’analyse variationnelle de deux problèmes de contact sans frottement pour des matériaux élasto-visco-plastiques, le contact étant modélisé à l’aide d’une loi de compliance normale et respectivement à l’aide d’une loi de réponse normale instantané. Pour ces problèmes nous obtenons des résultats l’existence et d’unicité de la solution. Par ailleurs, nous analysons numériquement les problèmes de type hyperélastodynamique avec contact et frottement, avec comme principal objectif le respect de la conservation de l’énergie lors des impacts. Pour ce faire, nous avons développé une méthode de continuation de Newton à 2 étapes qui est caractérisée par un respect de la condition de contact unilatéral dans la première étape, puis par la prise en compte de la condition de contact persistant dans la deuxième étape. Cette étude est accompagnée par des simulations numériques qui permettent d’effectuer une comparaison approfondie entre la méthode développée dans ce travail et deux autres méthodes numériques de type conservation de l’énergie
The aim of my thesis is the study of dynamics frictional and frictionless contact problems between a deformable body and a foundation. We present first the mechanical models as well as some preliminaries of functional analysis and partial differential equations. Then we provide the variational analysis of two frictionless contact problems with elasto-visco-plastic materials, the contact being modelled with the normal compliance condition and with the normal damped response condition, respectively. For these problems we obtain existence and uniqueness results of the solution. Next, we analyze numerically hyperelastodynamic frictional contact problems, with the goal to ensure the conservation of energy during the impact. To this end we developed a 2 steps continuation Newton method in which the unilateral contact condition is satisfied in the first step and which takes into account the consistence contact condition in the second step. This study also includes numerical simulations, which allows us to compare the method developed here with two different numerical methods based on the energy conservation

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Couderc, Maxime. "Analyse et contrôle de quelques problèmes aux limites en mécanique du contact." Thesis, Perpignan, 2020. http://www.theses.fr/2020PERP0024.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse porte sur le contrôle optimal de quelques problèmes aux limites décrivant le contact entre un corps déformable et une fondation. La thèse est composée de trois parties. La première partie contient des préliminaires d’analyse. La deuxième partie représente un résumé des résultats obtenus dans l’étude de quatre problèmes aux limites. Le premier problème décrit un processus de contact statique sans frottement entre un corps élastique et une fondation rigide-plastique avec contrainte unilatérale. Dans le second problème on ajoute une deuxième surface de contact avec frottement de Coulomb et compliance normale. Le troisi`eme probl`eme est un probl`eme dual. Le contact est sans frottement, mod´elis´e par une version de la condition de Signorini. Le dernier probl`eme consid´er´e est ´evolutif, conduisant a` l’´etude d’une in´equation quasivariationnelle avec opérateur de mémoire. Pour chaque problème on fournit des résultats d’existence, d’unicité et de convergence de la solution faible. Enfin, on traite quelques problèmes de contrôle optimal associés aux modèles de contact ci-dessus. La dernière partie de la thèse est constituée de quatre articles. On y revient sur les problèmes de contact sus-mentionnés tout en présentant les d´détails des d´démonstrations
The topic of this thesis concerns the optimal control of some boundary value problems describing the contact between a deformable body and a foundation. The thesis is divided into three parts. The first part contains preliminaries on functional analysis. The second part summarize our results in the study of four boundary value problems. The first one describes the process of static frictionless contact between an elastic body and a rigid-plastic foundation with unilateral constraint. In the second one we consider a second contact surface with Coulomb friction law and normal compliance. The third problem is a dual problem. The contact is frictionless and is modelled by a version of the Signorini condition. The last problem we consider is evolutionary, leading to the study of an history-dependent quasivariational inequality. For each problem we provide existence, uniqueness and convergence results for the weak solu- tion. Finally, we deal with some optimal control problems associated to our contact models above. The last part of the thesis contains four papers. Here we turn back on the above mentionned contact problems and present the details in proof

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Duffait, Roland. "Micromoteur piézoelectrique : analyse de la mécanique du contact, miniaturisation du moteur "butterfly"." Besançon, 2004. http://www.theses.fr/2004BESA2050.

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Tourette, Eric. "Etude mécanique et physico-chimique du contact rouleau - papier lors du calandrage." Paris, ENMP, 2007. http://pastel.paristech.org/4745/01/TheseTourette.pdf.

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Abstract:

Le calandrage consiste à faire passer, à grande vitesse, la feuille de papier entre au moins deux rouleaux, soumis à une force normale et chauffés, afin d’améliorer l’état de surface. Ce passage durant un temps inférieur à la milliseconde et sous une pression de quelques dizaines de MPa produit aussi une diminution de l’épaisseur du papier. Cette thèse étudie le comportement mécanique du papier dans un nip de calandre (zone d’emprise entre les deux rouleaux) et les interactions de surface rouleau / papier. Différents papiers destinés à l’impression - écriture sont étudiés (couché, non couché). Deux essais d’indentation sphérique de feuille de papier (chute de bille et compression quasi-statique) ont été développés et des essais de calandrage ont été réalisés. Les temps de sollicitation lors de l’essai de chute de bille sont comparables à ceux rencontrés dans un nip. L’analyse mécanique des essais permet d’établir des courbes contrainte / déformation et de suivre l’évolution du module d’élasticité « statique » avec la déformation plastique. Ces grandeurs mécaniques s’avèrent sensibles à la formulation et au conditionnement du papier, ainsi qu’au temps de sollicitation. Un modèle mécanique permet d’évaluer à partir des essais de compression quasi-statique, la largeur du nip dans des conditions statiques. L’adhésion entre la surface des papiers et les rouleaux est étudiée à partir un essai de roulement sur un plan incliné et des essais de calandrage. Les essais de calandrage ont également permis de relier l’amélioration des caractéristiques de surface à la réduction d’épaisseur du papier et de préciser comment l’état de surface du rouleau se transfère sur le papier
Calendering consists of running a sheet of paper at high pressure and speed (contact time less than 1 ms) between at least two heated rolls so as to improve the paper surface quality. However, this operation reduces paper thickness. Our study focused on the mechanical behaviour of paper in the nip and on the surface interactions between the paper and the rolls. Different grades of printing and writing paper were studied (coated, un-coated). Two spherical indentation tests on paper samples were developed (falling ball and quasi-static compression) and calendering trials were performed. The contact time in the falling ball test is equivalent to that in calendering. The mechanical interpretation of these tests and trials allows us to obtain stress / strain curves and the evolution of « static » elastic modulus with the permanent deformation. The mechanical variables are influenced by the paper formulation, conditioning and time of solicitation. Using the quasi-static compression test, a model permits to evaluate the nip width in static conditions. The adhesion between the paper surface and the rolls is studied with a rolling friction test and calendering trials. Calendering trials enable to link the improvement of paper surface properties (gloss, smoothness) to the thickness reduction and to specify how the roll surface roughness is transferred onto the paper

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Benaceur, Amina. "Réduction de modèles en thermo-mécanique." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1140/document.

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Abstract:

Cette thèse propose trois nouveaux développements de la méthode des bases réduites (RB) et de la méthode d'interpolation empirique (EIM) pour des problèmes non-linéaires. La première contribution est une nouvelle méthodologie, la méthode progressive RB-EIM (PREIM) dont l'objectif est de réduire le coût de la phase de construction du modèle réduit tout en maintenant une bonne approximation RB finale. L'idée est d'enrichir progressivement l'approximation EIM et l'espace RB, contrairement à l'approche standard où leurs constructions sont disjointes. La deuxième contribution concerne la RB pour les inéquations variationnelles avec contraintes non-linéaires. Nous proposons une combinaison RB-EIM pour traiter la contrainte. En outre, nous construisons une base réduite pour les multiplicateurs de Lagrange via un algorithme hiérarchique qui conserve la positivité des vecteurs cette base. Nous appliquons cette stratégie aux problèmes de contact élastique sans frottement pour les maillages non-coïncidents. La troisième contribution concerne la réduction de modèles avec assimilation de données. Une méthode dédiée a été introduite dans la littérature pour combiner un modèle numérique avec des mesures expérimentales. Nous élargissons son cadre d'application aux problèmes instationnaires en exploitant la méthode POD-greedy afin de construire des espaces réduits pour tout le transitoire temporel. Enfin, nous proposons un nouvel algorithme qui produit des espaces réduits plus représentatifs de la solution recherchée tout en minimisant le nombre de mesures nécessaires pour le problème réduit final
This thesis introduces three new developments of the reduced basis method (RB) and the empirical interpolation method (EIM) for nonlinear problems. The first contribution is a new methodology, the Progressive RB-EIM (PREIM) which aims at reducing the cost of the phase during which the reduced model is constructed without compromising the accuracy of the final RB approximation. The idea is to gradually enrich the EIM approximation and the RB space, in contrast to the standard approach where both constructions are separate. The second contribution is related to the RB for variational inequalities with nonlinear constraints. We employ an RB-EIM combination to treat the nonlinear constraint. Also, we build a reduced basis for the Lagrange multipliers via a hierarchical algorithm that preserves the non-negativity of the basis vectors. We apply this strategy to elastic frictionless contact for non-matching meshes. Finally, the third contribution focuses on model reduction with data assimilation. A dedicated method has been introduced in the literature so as to combine numerical models with experimental measurements. We extend the method to a time-dependent framework using a POD-greedy algorithm in order to build accurate reduced spaces for all the time steps. Besides, we devise a new algorithm that produces better reduced spaces while minimizing the number of measurements required for the final reduced problem

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Giovanna, Lacerra. "Friction-Induced Vibrations as a result of system response and contact dynamics : A newer friction law for broadband contact excitation." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI118/document.

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Abstract:

Les Vibrations Induites par Frottement (FIV) sont un phénomène complexe qui surgit chaque fois deux surfaces subissent un glissement relatif. Pendant les dernières décennies, une quantité significative de œuvres expérimentales et numériques a traité des Vibrations Induites par Frottement, tandis que la simulation de l'excitation dynamique de contacts frictionnels a été toujours un vrai défi dans beaucoup de domaines de recherche industrielles. Dans ce cadre de recherche, ce travail est adressé à l'analyse des Vibrations Induites par Frottement, en développant des analyses en même temps expérimentales et numériques ; on propose une nouvelle approche numérique pour reproduire l'excitation dynamique locale du contact et son effet sur la réponse vibrationnel du système, sans augmentation significative des coûts de calcul. Le système mécanique, l'objet de l'analyse, est composé par deux poutres en acier en contact frictionnel dans un mouvement relatif ; la dynamique simple du système tient compte de la distinction entre la réponse de dynamique du système et l'excitation à haut débit venant du contact. Une campagne expérimentale paramétrique a été conduite pour analyser les effets de trois paramètres de contact principaux (la vitesse de glissement, la charge normale et la rugosité superficielle) sur la réponse du système vibrationnel, c'est-à-dire sur les vibrations induites. En parallèle, un modèle numérique a été mis en œuvre pour reproduire l'excitation dynamique locale du contact et son effet sur la réponse vibrationnel du système. Une nouvelle loi de friction a été présentée dans le modèle, proposant l'utilisation d'un terme provoquant une perturbation dans le coefficient de frottement pour simuler les effets de l'excitation au contact. Les inclusions de l'excitation dynamique locale, en raison des phénomènes de contact, par le terme de perturbation du coefficient de frottement, permettent de reproduire correctement les Vibrations Induites par Frottement sans présenter une représentation de la topographie superficielle réelle, qui a besoin d'un grand nombre d'éléments, économisant donc le temps de calcul. Des signaux différents pour le terme provoquant la perturbation ont été testés pour simuler correctement les vibrations mesurées. L'évolution du terme provoquant la perturbation récupérée par une méthode inverse a surligné les contributions spectrales différentes de l'excitation locale du contact. La comparaison entre les Vibrations Induites par Frottement mesurées et ceux simulés numériquement a montré une bonne corrélation, validant la loi de frottement proposée. Finalement, l'effet d'un changement de rugosité e de vitesse de glissement a été aussi simulé numériquement et corrélé avec les résultats expérimentaux
Friction-Induced Vibrations (FIV) are a complex phenomenon which arises each time two surfaces undergo relative sliding. During the last decades, a significant amount of experimental and numerical works dealt with Friction-Induced Vibrations, while the simulation of the dynamic excitation from frictional contacts has always been a real challenge to face in many industrial research areas. In this research framework, this work is addressed to the investigation of the Friction-Induced Vibrations, carrying on at the same time experimental and numerical analyses; a new numerical approach is proposed to reproduce the local dynamic excitation from the contact and its effect on the vibrational response of the system, without significant increase of the computational time costs. The mechanical system, object of the investigation, is composed by two steel beams in frictional contact during relative motion; the simple dynamics of the system allows for distinguishing between the dynamics response of the system and the broadband excitation coming from the contact. A parametrical experimental campaign has been conducted to analyse the effects of three main contact parameters (the relative sliding velocity, the normal load and the surface roughness) on the system vibrational response, i.e. on the induced vibrations. In parallel, a numerical model has been implemented to reproduce the local dynamic excitation from the contact and its effect on the vibrational response of the system. A new friction law has been introduced in the model, proposing the use of a perturbative term in the friction coefficient in order to simulate the effects of the contact excitation. The inclusions of the local dynamic excitation, due to the contact phenomena, by the perturbation term of the friction coefficient allows to correctly reproduce the Friction-Induced Vibrations without introducing a representation of the real surface topography, which usually needs a large number of elements, saving then computational time. Different signals for the perturbative term have been tested to simulate correctly the measured vibrations. The evolution of the perturbative term recovered by an inverse method allowed for highlighting the different spectral contributions of the local excitation coming from the contact. The comparison between the measured Friction-Induced Vibrations and the ones simulated numerically showed good correlation, validating the proposed friction law. Finally, the effect in a change of the sliding velocity and surface roughness have been simulated numerically too and correlated with experimental results

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Dissertations / Theses on the topic 'Mécanique du contact – Localisation'

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