Dissertations / Theses: 'Traction mécanique'

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Care, Sabine. "Plasticité et endommagement du zirconium alpha-polycristallin déformé en traction à la température ambiante." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1995. http://www.theses.fr/1995EPXX0003.

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Abstract:

Cette étude vise à analyser les mécanismes de déformation et d'endommagement du zirconium alpha-polycristallin (hc) déformé en traction à la température ambiante et à préciser leur dépendance vis-à-vis de la taille des grains et de la direction de sollicitation (donc de la texture cristallographique). Nos observations montrent que les systèmes de déformation dépendent de la direction de sollicitation, mais peu de la taille des grains. Dans tous les cas, le glissement facile est le glissement prismatique. A grande déformation, le glissement pyramidal de première espèce (de vecteur de burgers a ou c + a, suivant la direction de sollicitation) est activé près des joints, à cause des incompatibilités de déformation plastique. Le maclage est actif lorsque la direction de sollicitation tend à être parallèle à l'axe c, et plus la taille des grains est élevée. Les sites de formation des cavités sont, quelles que soient la taille des grains et la direction de sollicitation, les jonctions triples associées ou non à des précipités, puis, dans les stades ultimes de la déformation, les précipités rassemblés en plaquette. La cinétique de formation des cavités dépend de la direction de sollicitation ; elle est plus lente pour des tailles de grains plus élevées. Quelle que soit la taille des grains, lorsque le matériau est déformé suivant la direction longitudinale, le plan moyen de la surface de rupture est perpendiculaire à la direction de traction ; en revanche, lorsque le matériau est déformé suivant la direction transversale, le plan moyen se situe à 45. Afin de mieux comprendre le processus de formation des cavités au niveau des jonctions triples, le champ de contraintes internes associées aux incompatibilités plastiques inter granulaires y est évalué dans un cadre d'élasticité isotrope ; la contrainte moyenne présente une singularité logarithmique sur l'arête triple

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Ristagno, Baptiste. "Machines à commutateur mécanique pour traction automobile : modélisation et optimisation." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0122.

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Abstract:

Les travaux de recherches menés dans cette thèse s'inscrivent dans un contexte d'électrification du secteur automobile en réponse aux préoccupations environnementales. Cette thèse concerne la modélisation et l'optimisation de machines à commutateur mécanique pour la motorisation électrique de petits véhicules mono- ou bi- place. Les machines à collecteur représentent une alternative crédible par leur compétitivité, leur robustesse et leur fiabilité principalement dues à l'absence d'électronique de puissance. Néanmoins, elles nécessitent des dispositifs de compensation et d'aide à la commutation dont l'absence peuvent dégrader leurs performances. L'alimentation par commutateur mécanique rend nécessaire la prise en compte de la dynamique électrique dans la modélisation numérique par éléments finis. C'est pourquoi, il est crucial de développer un modèle permettant un couplage fort au sens de la formulation variationnelle du problème magnétique, du circuit électrique externe et enfin du problème électrocinétique de circulation des courants à l'interface du commutateur. Dans ce contexte, l'utilisation d'une plateforme de modélisation ouverte ONELAB a abouti au développement d'un modèle original de projection des propriétés physiques et des sources sur un maillage fixe. Cette méthode permet de s'affranchir du remaillage lors de processus itératifs tels que l'optimisation géométrique ou encore la prise en compte du mouvement. Cette méthode a abouti au couplage dynamique du problème magnétique et du circuit électrique externe à la formulation électrocinétique de l'ensemble balais-collecteur ainsi qu'à des perspectives de simulations multi-physiques à cette interface. Enfin, le choix d'un algorithme d'optimisation adapté aux modèles numériques (boîte noire à fort coût d'évaluation) a permis de développer un outil de dimensionnement des machines à commutateur mécanique adapté à une grande variété de structures en réponse à un cahier des charges industriel
The research work carried out in this thesis is part of a context of vehicle electrification in response to environmental concerns. This thesis focuses on the modeling and optimization of commutator machines used in powertrains of small electric vehicles. This kind of machines represents an alternate solution due to their competitiveness, robustness and reliability mainly due to the absence of power electronics. Nevertheless, they require compensation windings and commutation poles to improve their performances. Commutator power supply makes it necessary to take into account electrical dynamics in numerical magnetic modeling by finite elements. That is why, it is crucial to develop a model allowing a strong coupling in the sense of the variational formulation, of magnetic problem, external electrical circuit and finally current flow problem at the commutator interface. In this context, the use of a modeling opensource platform ONELAB has led to the development of an original model that performs projection of physical properties and sources on a fixed mesh. This method avoids remeshing during iterative processes such as geometric optimization or movement modeling. This method has led to the dynamic coupling of the magnetic problem and the external electrical circuit to the current flow formulation at the commutator interface as well as to prospects for multi-physical simulations at this interface. Finally, the choice of an optimization algorithm adapted to the numerical models (black box with a high evaluation cost) allowed the development of a tool for the design of commutator machines adapted to many topologies in order to fulfill industrial requirements

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Milloud, Rachel. "Approche mécanique de l'adhésion cellulaire, ouverture au diagnostic." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENY034/document.

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Abstract:

La capacité des cellules à sentir les propriétés physiques de leur environnement est un facteur déterminant de l'homéostasie tissulaire. Ainsi, la rigidité de la matrice extracellulaire (forces exogènes) et les tensions du cytosquelette (forces endogènes) coopèrent de manière fonctionnelle modulant les transformations phénotypiques. Les cellules perçoivent et transmettent des forces en développant des structures d'adhérences appelées adhésions focales. Ces adhésions sont composées de protéines transmembranaires, les intégrines, qui font le lien entre le cytosquelette et la matrice extracellulaire.La partie centrale de mon projet de thèse aborde la question du couplage des intégrines b1 et b3 dans la mécanotransduction. Les données actuelles plaident fortement en faveur d'une relation bidirectionnelle entre l'adhésion intégrine-dépendante et les forces mécaniques générées dans ce processus. Les approches génétiques classiques ont souligné le rôle majeur des intégrines b1 et b3 dans mécanosensibilité cellulaire, sans préciser leur contribution relative. Par exemple, la manière dont la modulation de l'expression de l'intégrine b3 affecte la génération des forces de traction cellulaires et la distribution des adhésions intégrines-dépendantes reste à être explorées. Dans ce travail de thèse nous avons montré que les intégrines b1 ont un rôle essentiel dans la génération de forces cellulaires, que les intégrines b1 sont régulées négativement par les intégrines b3 en affectant la distribution spatiale des intégrines b1 à travers leur capacité à lier à la fois la taline et la kindline. Et enfin, nous avons montré que les intégrines b3 régulent temporellement l'activité contractile de la cellule.J'ai également participé à deux autres études dans le cadre de collaborations avec le Pr. Holmgren et le Dr. Debili, au cours desquelles j'ai utilisé la microscopie à traction de forces comme un outil diagnostique afin d'observer l'effet des forces contractiles dans la formation de la lumen aortique et de la formation des plaquettes sanguines. J'ai ainsi pu confirmer que la protéine amotL2, reliant les fibres contractiles aux VE-cadhérines, est impliquée dans la force intercellulaire nécessaire à la formation de la lumen aortique. Et lors d'une deuxième collaboration, j'ai pu montrer que la contractilité des mégacaryocytes, via leur système actomyosine, est nécessaire pour la formation des proplaquettes
Cell ability to sense mechanical properties of their microenvironment is crucial for tissue homeostasis which means their capacity to maintain mechanical integrity as they are submitted to external forces.Integrins have been highlighted as mechanotransducers able to form micro-scale structures called focal adhesion sites which mechanically link cells to the extracellular matrix by recruiting various adaptors. Both b1 and b3 integrins have been identified as the principal actors of tensional homeostasis. However as the resulting mechanotransduction processes are intrinsically dynamic, the respective and cooperative roles b1 and b3 integrins need to be addressed over time and space.In the present work, coupling time-resolved traction force microscopy and genetics approaches, we investigated the respective role of b1 and b3 integrins in active force generation at the single cell level. Our findings show that b1 integrins has an essential role in generation of cellular traction forces, b1 integrin-generated force is negatively regulated by b3 integrins which impacts the redistribution of b1 integrin containing adhesion through its ability to bind to talin and kindlin, b3 integrin supports min-scale temporal regulation of cellular contractile activity generated by b1 integrin. Finally, cell mechanical equilibrium relies on the ability of cells to maintain a fixed contractile moment.I also participated in two others studies in the framework of collaborations in which I used the traction force microscopy as a diagnostic tool to observe the effect of contractile forces in the formation of the aortic lumen and the formation of proplatelets. I was able to confirm that the protein amotL2 connecting the contractile fibers to VE-cadherin, is involved in intercellular forces necessary for the formation of the aortic lumen. And in a second collaboration, where I found by using traction force microscopy that the contractility of megakaryocytes via its actomyosin system, is necessary for the formation proplatelets

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Duvernoy, Marie-Cécilia. "Mécanique de croissance d'une micro-colonie bactérienne." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY074/document.

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Abstract:

Ce travail nous a permis de proposer un cadre pour sonder la morphogenèse d'une micro-colonie bidimensionnelle. Plus particulièrement, nous avons exploré la manière dont les effets individuels de croissance et d'adhésion se combinaient au cours de la croissance de la micro-colonie. Nous avons montré (i) que l'adhésion de cellules isolées est asymétrique du fait d'un vieux pôle plus ancré et (ii) que l'allongement des bactéries peut induire des forces de poussée à l'intérieur des colonies. Dans la mesure où ces deux effets, combinés à l'échelle d'une micro-colonie, sont susceptibles de générer des contraintes mécaniques, nous avons développé une technique pour mesurer les forces d'adhésion résultantes à l'aide de substrats déformables. Nous avons ainsi démontré que des adhésions focales sont créées et rompues dynamiquement, avec un biais au vieux pôle des cellules. Nous avons aussi examiné le rôle de l'adhésion sur la forme des colonies. Nous avons montré que l'adhésion polaire était responsable de la transition d'un régime de croissance linéaire à un régime bidimensionnel qui est observée après la première division. Pour des colonies de taille plus importante, le niveau d'adhésion était aussi corrélé avec la forme globale des colonies. Enfin, l'adhésion est aussi impliquée dans la transition d'une colonie bidimensionnelle à une colonie tridimensionnelle. L'ensemble de ces résultats suggère que l'expression des adhésines ainsi que leur localisation à la surface des cellules pourraient permettre aux bactéries de moduler activement la forme du groupe dans lequel elles vivent
In this work, we propose a framework to understand the morphogenesis of two-dimensional microcolonies. In particular, we have explored how growth and adhesion of individual cells compete during microcolony extension. We have shown (i) that isolated cells display an asymmetry in their adhesion, which is higher at the old pole, (ii) that bacterial elongation can result in pushing forces inside the colony. Since the combination of these two effects is expected to produce mechanical stress at the scale of the microcolony, we have developed a method to measure the resulting adhesion forces using deformable substrates. We have demonstrated that focal adhesions are dynamically established and ruptured, with a bias towards the old poles. We have also probed the role of adhesion in the shape of the colony. We have shown that polar adhesion drives the transition from a linear to a two-dimensional growth after the first division. At larger colony sizes, the level of adhesion continues to correlate with the global shape of the colony. Finally, adhesion is involved in the transition from a two-dimensional to a three-dimensional colony. Taken together, our results suggest that the expression of adhesins and their location at the surface of the cells could be levers by which bacteria actively modulate the shape of the group in which they reside

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Chrysochoos, André. "Dissipation et blocage d'énergie lors d'un écrouissage en traction simple." Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20035.

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Abstract:

Etude de l'evolution du bilan energetique dans trois materiaux metalliques : duralumin, acier du carbone, acier inoxydable soumis a des tractions elastoplastiques quasistatiques. Description des 2 dispositifs experimentaux bases sur des techniques microcalorimetriques et sur l'utilisation d'une camera infra-rouge combinee a un systeme de numerisation dy signal video. Determination d'une relation lineaire entre l'energie bloquee et la contrainte. Comparaison des resultats experimentaux avec des previsions theoriques

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Naceri, Abdelghani. "Caractérisation du comportement mécanique de composites renforcés par tissus en traction uniaxiale à différents taux d'humidité." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO10104.

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Abstract:

Cette etude se situe dans le contexte general de la caracterisation du comportement mecanique des composites tissus de verre/matrice polymere soumis a l'action conjuguee de sollicitations d'origine mecanique, thermique et hygroscopique. Plus precisement, elle a pour objectif d'analyser les reponses mecaniques d'un stratifie constitue de 12 plis de tissu de verre/resine epoxyde sature a differents taux d'humidite relative, 0,60 et 96% rh a 60c. Apres une partie introductive concernant les plastiques armes a base de tissu et l'importance du phenomene d'absorption d'eau par les composites a matrice organique, sont presentes la procedure de conditionnement en humidite des eprouvettes et le probleme du choix de la geometrie des echantillons. Des essais de traction uniaxiale en rampe monotone preliminaires realises sur differentes configurations geometriques d'eprouvettes avec differentes vitesses d'essais et le calcul par elements finis de la repartition des contraintes dans la zone centrale de l'eprouvette usinee, nous ont permis de justifier le choix d'une eprouvette usinee qui presente une section reduite au centre et pour laquelle la rupture survient dans la zone centrale sans chute notable des caracteristiques mecaniques ultimes par rapport a l'eprouvette de forme parallelepipedique. L'analyse du comportement mecanique des eprouvettes conditionnees en milieu humide a differents taux d'humidite relative 0,60 et 96% rh, testees en traction uniaxiale jusqu'a rupture dans les trois directions choisies, chaine, trame et 45 a vitesse de deplacement imposee constante a permis de montrer que l'influence de la concentration en eau sur les caracteristiques dans le sens chaine et trame devient significative pour 96% rh. Cette influence est particulierement marquee pour les eprouvettes orientees a 45 et se manifeste sur le module de cisaillement, la contrainte de cisaillement et l'activite en emission acoustique. La modelisation simple proposee de la reponse en cisaillement est de nature plastique et se refere a l'ecoulement plastique de la matrice. Elle exprime l'evolution du module tangent de cisaillement en fonction de l'etat mecanique, traduit par la deformation de cisaillement

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Ketata, Mahmoud. "Construction d'un modèle élastique fragile anisotrope endommagé en traction-torsion." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1991. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/TH_T1451_mketata.pdf.

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Abstract:

Le comportement du béton peut être en première approximation décrit par un modèle élastique fragile endommagé. Il présente une anisotropie matérielle induite qui dépend surtout du chemin de chargement. Un tenseur du second ordre symétrique D est utilisé pour représenter l'évolution anisotrope de l'endommagement. Nous partons d'une écriture basée sur la notion des contraintes effectives qu'on applique dans un cas de sollicitation en traction torsion. L'obtention d'un modèle de comportement symétrique entre traction et compression conduit à proposer d'autres formes de représentation des contraintes effectives contenant le signe des contraintes principales et une seconde variable d'endommagement scalaire D permettant ainsi à l'endommagement d'agir différemment en traction et en compression

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Woessner, Philippe. "Influence d'un traitement thermique sur la résistance mécanique du bois." Bordeaux 1, 2008. http://www.theses.fr/2008BOR13615.

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Abstract:

Les traitements thermiques du bois connaissent à l'heure actuelle un développement rapide, en raison des caractéristiques de durabilité qu'ils confèrent au bois ainsi que de la non utilisation de produits chimiques qui pourraient s'avérer néfastes pour la santé ou l'environnement. En France, le traitement le plus répandu est la rétification développée par l'Ecole des Mines de Saint-Etienne. Parmi les effets recherchés et obtenus par ce type de traitement, on peut citer la diminution de caractère hydrophile du bois, une meilleure stabilité dimentionnelle et une grande résistance aux attaques des micro-organismes et insectes. Malheuresement, ces traitements thermiques ont un effet négatif sur les caractéristiques mécaniques du bois, dont la fragilité est accrue et les contraintes de rupture abaissée. L'objet de ce travail est d'identifier les causes mécaniques de la chute de ces propriétés. Des essais de traction, compression et fissuration ont été menés sur du Pin Maritime non traité et rétifié à 240 °C. La teneur en eau étant un paramètre important pur le comportement mécanique du bois, nous avons effectués nos essais en faisant varier ca paramètre. Conjointement aux essais mécaniques, des essais physiques ont été réalisés. Ils permettent d'analyser le comportement des bois traités et non traités vis à vis de l'eau, mais également l'évolution de la porosité ainsi que des densités apparentes et réelles (densité des parois ligneuses). Ces derniers ont permis d'analyser le comportement en traction et compression en passant de l'échelle du matériau bois à celle des cellules et de la matière ligneuse. Les évolutions ainsi trouvées sont propres à la matière et s'affranchissent d'effets tels que la compaction due au traitement qui pose le problème de la quantité de matière utilisée pour les essais sur bois traités et non traités. Les essais de fissuration ont été analysés à l'aide de courbes de rupture (courbes R) dont un lissage permet d'obtenir trois paramètres représentatifs de l'amorçage de la fissure, du début de fissuration et da la propagation. L'observation des variations de ces paramètres en fonction du traitement et de la teneur en eau, ainsi que la liaison avec les autres essais, permet d'émettre quelques hypothèses fortes sur les causes de la fragilité des bois traités thermiquement.

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Chergui, M'Hamed. "Influence de surcharges de compression, de traction ou de traction précédée ou suivie de surcharges de compression dans le cas d'un acier inoxydable austénitique Z3CND1712 : modélisation du phénomène." Metz, 1986. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1986/Chergui.Mhamed_1.SMZ8629.pdf.

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Abstract:

Cette étude consiste à examiner la tenue en fatigue d'un acier inoxydable austénitique Z3CND1712 (ou 316L). Le matériau a été soumis : soit à une surcharge de compression, soit à une surcharge de traction, soit à une ou plusieurs surcharges de compression précédent ou suivant une surcharge de traction. Nous avons constaté que la durée du retard provoquée par une séquence de surcharges de traction/compression est plus faible que celle provoquée par une surcharge de traction seule. On montre que les principaux paramètres qui participent au retard sont : les contraintes résiduelles de compression, l'émoussement de la pointe de la fissure. Nous avons également proposé un modèle basé sur la loi d'Elber, la description des contraintes résiduelles de compression proposée par Marissen et sur l'évolution du rapport donné par Matsuoka

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Dumont, Christian. "Endommagement de métaux à matrice ductile en traction quasi statique et dynamique." Paris, ENMP, 1991. http://www.theses.fr/1991ENMP0267.

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Abstract:

Nous proposons d'étendre les données de la littérature concernant l'endommagement, au cas des grandes déformations et pour des vitesses de déformations dynamiques. Pour cela, nous avons réalise des essais de traction dynamiques sur des éprouvettes axisymétriques entaillées a partir d'un dispositif expérimental de type arbalète. Deux matériaux modèles a matrice cuivre ont été élabores, dans lesquels des inclusions molles de plomb pour l'un ou dures d'alumine pour l'autre ont été volontairement rajoutées. A titre de référence, nous avons également entrepris des essais de traction quasi statiques. Enfin, des essais sur des éprouvettes lisses ont permis de déterminer la rhéologie pour chaque matériau et pour chaque régime de vitesses de déformation. Des simulations numériques mono et bidimensionnelles prenant en compte les effets d'inertie ont aide au dépouillement et à la compréhension du déroulement des essais. Les valeurs des paramètres mécaniques locaux alors obtenus ont été confrontées à une analyse quantitative et statistique de l'endommagement sur des éprouvettes rompues. Nous n'avons pas note d'influence du domaine de vitesse de déformation ou de la triaxialite des contraintes sur les mécanismes d'endommagement. Ce résultat en ce qui concerne ce dernier paramètre est en contradiction avec ceux de l'approche global de la rupture. Cette différence s'interprète pour l'alliage cuivre plomb par une déformation locale critique et donc une porosité critique et donc une porosité critique a rupture. On retrouve également une porosité critique a rupture pour le composite cuivre alumine

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Turkawi, Mohamad. "Comportement mécanique des files de coton encollés soumis aux sollicitations de traction à grande vitesse." Mulhouse, 2007. http://www.theses.fr/2007MULH0882.

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Abstract:

Les propriétés mécaniques étudiées en métrologie ne sont absolument pas représentatives des propriétés réelles des fils lors de leur transformation par le processus textile. Il est nécessaire de connaître très précisément le comportement mécanique des fils lors que ceux-ci sont soumis à de telles sollicitations. Les objectifs de notre travail sont de mettre au point un nouvel appareil de mesure, une nouvelle méthodologie pour étudier les propriétés et les caractéristiques des fils lorsque ceux-ci sont soumis à des sollicitations identiques voir supérieures à celles du tissage. Ce ci permet d'étudier l'incidence des variations des paramètres (titre, torsion) sur les propriétés des fils en fonction de la vitesse de sollicitation. Dans un premier temps, On a développé un nouvel appareil dont les caractéristiques principales sont une vitesse d'élongation constante et une vitesse de déformation maximale de 200 s'. Dans un deuxième temps, nous avons élaboré au sein du laboratoire une série de filés de coton au moyen de la filature classique (anneau-curseur), à savoir trois titres différents à savoir 20- 60-100 tex avec trois coefficients de torsion différents à savoir 4=90, 110, 130. Les différents types de filés ont été encollés en milieu industriel au moyen de deux colles différentes (R, S) avec trois taux d'encollage différents (4%, 8%, 16%), au moyen d'un bobinoir encolleur, dans des conditions industrielles. Nous avons réalisé des séries d'essais en utilisant des dynamomètres classiques et notre appareil rapide qui nous permettent de travailler à des vitesses comprises entre 0. 5 à 5 m/min avec le dynamomètre classique. Ensuite, ces fils ont été soumis à différentes vitesses élevées de 1 à 20 mis au moyen du nouveau dynamomètre et on a pu ainsi faire ressortir par exemple, que l'énergie de rupture croit avec l'augmentation de la vitesse de sollicitation, toutes conditions égales par ailleurs. Ceci nous a permis d'élaborer des modèles rhéologiques de comportements. Par la suite, un modèle de comportement du filé encollé a été élaboré en se fondant sur une approche de type matériaux composite
The mechanical properties studied in textile testing are not representative of the real properties of yarns during the processing by weaving. So it is necessary to know precisely the mechanical behaviour of yarn when these yarns are subjected to such solicitations. The aim of our thesis is to develop a new measuring apparatus, a new methodology to study the properties and the characteristics of yarns when those are subjected to identical solicitations even higher than observed during weaving process. This allows to study the incidence of the variations of the parameters (count, twist) on the properties of yarn as a fonction of the strain rate. Initially, we developed a new apparatus which has a constant elongation speed and a high deformation speed up to 200 s'. In the second time, we prepared in our laboratory a set of yarns by means of ring spinning, namely three different counts 20 - 60-100 tex with three twists coefficient different 4=90, 110, 130. The varions yarns types were sized in industry by means of two different sizes (R, S) with three different levels (4%, 8%, 16%), by means of a winding and slashing machine, under industrial conditions. We carried out series of tests by means of elassic4 dynamometers and our apparatus. The first enables us to work at a speed ranging from 0. 5 up to 5 m/min. Ldter, these yarns were subjected to high speed ranging from 1 up to 20 m/s by means of the new dynamometer and one thus could emphasize for example, that the energy of rupture increases with the increase of the speed. This enabled us to prepare rheologic models behaviour. Afterwards, a model of behaviour of sized yarn was elaborated which was based on a materials composite type approach

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Sallem-Idrissi, Naïma. "Comportement mécanique et évolution structurale induite dans des films multicouches à base de polyamide 6 et de polyéthylène." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10084/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude du comportement mécanique et de l'évolution structurale induite dans des films tricouches coextrudés gonflés à base de polyamide 6 (PA6) et de polyéthylène (PE) sollicités en tractions uniaxiale et biaxiale. L'analyse des transformations de phase et de l'orientation moléculaire a été réalisée par couplage entre la diffraction des rayons X et la spectroscopie infrarouge via la technique du «trichroïsme». La caractérisation des films non déformés a montré que le PE et le PA6, qu'ils soient seuls ou en structures multicouches, présentent des propriétés structurales et thermiques similaires et ne sont pas affectés par la présence de l'autre matériau. Mécaniquement, les multicouches sont caractérisés par un niveau de contrainte intermédiaire à ceux des polymères parents qui, en traction uniaxiale, peut être décrit à l'aide d'une simple loi des mélanges prenant en compte les comportements des polymères parents. Alors qu'en traction uniaxiale, l'allongement à la rupture des multicouches est limité à celui du PA6, la biétirabilité du PA6 est nettement améliorée en présence de PE. L'analyse structurale des films déformés a mis en évidence une transformation graduelle de la phase mésomorphe ß en forme a dans la couche de PA6. Cette transition, qui témoigne des mécanismes de plasticité mis en jeu, a lieu de façon similaire quelle que soit la composition du film en traction uniaxiale. En revanche, sous sollicitation biaxiale, il a été montré que cette transition est ralentie en présence de PE. Ceci montre que la déformation biaxiale dans les multicouches procède par des mécanismes de déformation différents de ceux impliqués dans les films monocouches
This work deals with the mechanical behaviour and structural evolution of coextruded blown multilayer films composed of polyamide 6 (PA6) and polyethylene (PE) under uniaxial and biaxial stretching. Phase transformations and molecular orientation have been investigated by both X-ray scattering and infrared trichroism using three-dimensional infrared technique. Analysis of the undeformed multilayers has shown that the structural and thermal properties of each layer were similar to that of the pure component and were not affected by the other material. Concerning the mechanical behaviour, the stress level of the multilayer films lies between those of the pure component and in uniaxial drawimg, It can be descnbed by a simple additive law mixture. Whereas the strain at break is governed by PA6 under uniaxial drawing, the biaxial stretchabllity of the PA6 layer is improved with PE fraction. Regarding the structural evolution, a gradual disorder-order transition occurs with deformation in the PA6 layer. This transition is simllar whatever the film composition under uniaxial drawing. By contrast, under biaxial drawing, the ß~~a transformation is delayed with the addition of PE. This result points at that biaxial deformation in the multilayer films proceeds with different plastic processes from those implied in pure components. Additionally, a critical level of a content in the PA6 layer has been identified to produce the failure of the multilayer structure

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Nierenberger, Mathieu. "Mécanique multiéchelles des parois vasculaires : expérimentation, imagerie, modélisation." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00966831.

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Abstract:

Les perspectives d'évolution des techniques chirurgicales sont de plus en plus demandeuses de modèles permettant de prédire déplacements et contraintes au sein des tissus. De tels modèles permettent par exemple de mieux focaliser un traitement sur une zone de tissu affectée par une pathologie. L'un des principaux obstacles posés par la plupart des modèles existants adaptés à la description du comportement mécanique des tissus vivants concerne la difficulté de mesure de leurs paramètres. Il en résulte une difficulté à les déterminer, ainsi qu'à comprendre leur influence. L'adoption d'une modélisation multiéchelles permet d'apporter une réponse satisfaisante à ce problème. En effet, elle autorise la prise en compte et lacombinaison de phénomènes simples qui ont lieu à différentes échelles, et fait ainsi intervenir des paramètres physiques et mesurables. Dans l'étude proposée, nous nous focalisons sur le comportement mécanique des parois des veines en pont, qui peuvent parvenir à rupture lors d'un choc appliqué à la tête. Nous proposons pour commencer des observations par microscopie optique, microtomographie X et microscopie confocale biphotonique visant à caractériser la structure de la paroi vasculaire à différentes échelles. Un essai mécanique est combiné à l'une des observations. Nous proposons ensuite une nouvelle modélisation multiéchelles du comportement mécanique de cette paroi vasculaire. Cette modélisation combine des modèles simples à trois échelles et reproduit ainsi le comportement mécanique global de la paroi vasculaire. Pour finir, le modèle est intégré à une modélisation par éléments finis afin de permettre l'étude de géométries complexes.

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Astudillo, de la Vega Esteban. "Etude expérimentale du comportement mécanique d'un béton fibré à ultra hautes performances (BFUHP) en traction biaxiale." Cachan, Ecole normale supérieure, 2002. http://www.theses.fr/2002DENS0009.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'identifier et de modéliser, d'un point de vue essentiellement expérimental, le comportement mécanique d'un Béton Fibré à Ultra Hautes Performances (BFUHP) sollicité en traction biaxiale. Les BFUHP sont des matériaux de résistance à la compression supérieure à 150 MPa, et pouvant aller jusqu'à 250 MPa. L'utilisation de fibres dans ces matériaux permet d'obtenir un comportement ductile en traction. Dans un premier temps, le comportement des Bétons classiques et des Bétons de Fibres Métalliques (BFM) sous différentes sollicitations uniaxiales et biaxiales est présenté. Ensuite, le comportement expérimental des BFUHP est abordé au travers d'une campagne d'essais en traction uniaxiale. La répartition des fibres dans les éprouvettes testées est étudiée à l'aide de deux méthodes de comptage de fibres : l'analyse d'images et les mesures de champ magnétique. La pertinence et les performances de ces deux techniques sont évaluées. Une éprouvette cruciforme en BFUHP a été conçue. Des essais de traction biaxial ont été ainsi réalisés sur la machine traxiale ASTREE du LMT à partir d'un protocole expérimental original qui comprend l'utilisation d'un dispositif de corrélation d'images numériques pour l'obtention de champs de déplacement et la mesure de déformations. Les déformations maximales obtenues avant fissuration sont comparées à celles rapportées dans la littérature sur des matériaux béton et béton hautes performances. Les résultats expérimentaux permettent de proposer un critère de fissuration pour ce type de matériau sollicité en bitraction. Enfin, les résultats expérimentaux sont comparés à ceux obtenus en utilisant un modèle d'inclusion d'Eshelby à deux échelles, dont les principales caractéristiques sont présentées.

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Simon, Frédéric. "Endommagement et rupture des joints collés sollicités en traction ou cisaillement : application au collage du bois." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12353.

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Abstract:

Une approche par la Mécanique de la Rupture du comportement mécanique des joints collés a été retenue dans ce travail en privilégiant une approche non linéaire mettant en évidence les phénomènes d'endommagement se produisant dans l'adhésif avant la rupture de l'assemblage. Une étude numérique préalable a abouti à la détermination d'un spécimen d'essai produisant une fissuration stable des assemblages bois collés sous sollicitation d'ouverture ou de cisaillement. L'étude du comportement mécanique des adhésifs étudiés a montré qu'une observation de la rupture cohésive de l'assemblage peut être un bon moyen d'appréhender le comportement d'un adhésif sous la forme d'un joint de colle. Ce type de rupture est étudié à l'aide de diverses techniques expérimentales telles que suivi de la fissuration par acquisition et traitement d'images, photoélasticimétrie, analyse fractographique des surfaces fissurées et analyse DSC des adhésifs polymérisés. A la lumière de toutes ces observations expérimentales, une étude plus systématique a été menée afin de quantifier la sensibilité de l'adhésif à la sollicitation appliquée (ouverture ou cisaillement) ou à l'épaisseur du joint et de lier les grandeurs à rupture déterminées en fonction du type de rupture observé : cohésive, adhésive, dans l'interphase ou déviée dans le bois. Une modélisation du comportement mécanique des éprouvettes de colle massive puis des assemblages bois collés a ainsi été développée grâce au code de calcul Castem 2000. L'application d'un modèle d'endommagement diffus de l'adhésif (Smeared Crack Approach) dans la description des phénomènes expérimentalement observés permet une bonne simulation du comportement des éprouvettes de colle massive mais s'avère insuffisante dans le cas des assemblages bois collés. Toutefois, ce travail numérique permet d'identifier les mécanismes potentiels de rupture des joints collés fournissant ainsi un cadre plus rigoureux à des études ultérieures.

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Poilâne, Christophe. "CARACTÉRISATION MÉCANIQUE DES MATÉRIAUX EN FAIBLE ÉPAISSEUR PAR INTERFÉROMÉTRIE NUMÉRIQUE. APPLICATION AUX ESSAIS DE GONFLEMENT ET DE TRACTION." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00326993.

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Abstract:

La thèse est consacrée à la caractérisation mécanique des films minces à l'aide de mesures de déplacements par voie optique et traitements numériques. Les domaines d'études sont d'une part les contraintes résiduelles et d'autre part l'essai de traction. Les moyens de mesure employés sont la projection de franges et la photographie numérique de speckle.

La projection de franges permet de mesurer la carte des déplacement hors-plan. Elle est adaptée à la mesure des contraintes résiduelles dans les films minces par analyses de courbure et/ou essais de gonflement. On montre suite à trois études expérimentales :
1. la précaution à prendre dans l'utilisation de la formule de Stoney même pour des bicouches libre-libre (SiO2/Si) ;
2. la présence de flambage dans les membranes bicouches comprimées encastré-encastré (SiO2/Si) ;
3. un parfait accord entre essais de gonflement et essais de nano-indentation pour des films tendus (polimiide).

La photographie numérique de speckle permet de mesurer la carte des déplacements dans le plan. Elle est adaptée avec succès à un banc d'essais de traction conçu durant la thèse et spécialement dédié aux films minces. Un algorithme original de calcul a été développé pour obtenir une résolution subpixel. Les performances de l'algorithme sont comparées par des simulations et des expériences aux algorithmes classiques de corrélation. Sa rapidité et sa haute résolution permettent de calculer les cartes de déplacements en temps réel. Les déformations dans le plan en sont déduites et permettent le tracé des courbes contrainte/déformation puis le calcul du module d'Young E et du coefficient de Poisson v. Les matériaux choisis pour valider le banc d'essai sont le cuivre électrodéposé, matériaux ductile, puis le silicium monocristallin, matériaux fragile.

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Gy, René. "Étude de l'endommagement mécanique dans un tissu composite carbone-époxy sous sollicitation de traction uniaxiale et quasi-statique." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPI257.

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Abstract:

Une étude bibliographique générale des travaux sur l'endommagement des matériaux composites est d'abord effectuée. Les techniques expérimentales d’étude de l’endommagement sont également passées en revue : l’instrumentation en extensométrie et en émission acoustique, la technique de radiographie après imprégnation à l’iodure de zinc et l’examen au microscope optique et au MEB sont celles qui seront utilisées dans cette étude. Après une caractérisation classique du tissu non endommagé, des éprouvettes d’un nouveau type capables de l’instrumentation prévue sont définies. La sollicitation parallèle aux fils de chaîne du tissu provoque des ruptures progressives de fibres qui n’ont pas d’effet sur le module longitudinal du matériau. De très faibles déformations résiduelles sont enregistrées avec la progression de l’endommagement définie par l’activité acoustique cumulée. La sollicitation à 45° par rapport aux fils provoque des décohésions fibre-résine qui finissent par donner une fissuration généralisée. On peut mettre en évidence une dégradation du module de cisaillement due à l’endommagement, mais on peut également montrer que l’essentiel de la non-linéarité de comportement du matériau ainsi solicité est intrinsèque à la résine. Un empilement quasi-isotrope de couches de tissu chargé parallèlement aux fils de chaîne de couches externes s’endommage d’abord par rupture progressives des fibres parallèles à la sollicitation. Aux charges les plus élevées, d’autres mécanismes complexes apparaissent. Enfin, on tente de rendre compte du comportement du matériau à l’aide d’un modèle micromécanique simple du tissu. Cette modélisation permet d’expliquer l’écart de module entre un tissu et un stratifié à plis croisés équivalent. Elle permet également de rendre compte de la légère augmentation de module en fonction de la déformation mise en évidence expérimentalement.

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Addiego, Frédéric. "Caractérisation de la variation volumique du polyethylène au cours de la deformation plastique en traction et en fluage." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2006_ADDIEGO_F.pdf.

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Abstract:

Le comportement mécanique du polyéthylène à phase amorphe caoutchoutique est déterminé en traction uniaxiale et en fluage à l'aide du dispositif d'essais mécaniques VidéoTraction©. Cette technique donne accès à la loi de comportement et à la variation de volume d'un élément volumique représentatif situé au niveau de la striction. Les courbes obtenues sont dépendantes des conditions expérimentales et de la microstructure du polyéthylène. Les résultats les plus inattendus concernent les variations volumiques : après une expansion initiale d'origine élastique, on observe une compétition entre un phénomène de compaction et un effet de dilatation. L'utilisation d'autres techniques de densitométrie (microtomographie, radiographie et pesée hydrostatique) et une recherche fine des sources d'erreur du dispositif d'extensométrie ont permis de confirmer la tendance générale à l'endommagement plastique et la faible contribution du phénomène de compaction. L'évolution des propriétés microstructurales du polyéthylène est étudiée par microscopie électronique à balayage et par diffraction des rayons X pour identifier les mécanismes microscopiques à l'origine des processus de déformation volumique. Nous avons ainsi distingué les propriétés de la matrice polymère et celles des microcavités. La matière est le siège de deux processus volumiques opposés qui se compensent presque exactement : la perte de cristallinité (dilatation) et l'orientation des chaînes amorphes (compaction). Dès lors, les mécanismes de cavitation sont prédominants dans les variations de densité macroscopique. Un modèle permettant de prédire l'intensité des processus de dilatation à partir des propriétés physico-chimiques du polyéthylène est développé. Enfin, le comportement mécanique global est décomposé en une partie intrinsèque, représentant la réponse de la matrice polymère, et une partie volumique, correspondant aux processus de cavitation
The mechanical behavior of polyethylene with a rubbery amorphous phase is determined by the means of the VidéoTraction© system under uniaxial tension and creep. This technique gives access to the constitutive behavior but also to the volume strain of a representative volume element situated at the center of the neck. It is found that the stress - strain curves depend on experimental conditions and on the microstructure of the polyethylene. The most unexpected result is the evolution of volume strain: one notes a competition between a compaction phenomenon and a dilatation process after the initial elastic expansion. Other densitometric techniques (microtomography, radiography, hydrostatic weighing) have been used to measure volume variation of the materials, and a critical evaluation of experimental errors arising from our video extensometer has been carried out. From theses studies, it is concluded that volume dilatation is the leading phenomenon while compaction effect are of second order. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction investigations have been performed on diferent déformation states in order to identify the microscopic origin of recorded volume changes. The overall behavior is controlled both by the evolution of the solid polymer matrix and by the development of cavitation. The polymer matrix is affected by two opposite processes that compensate nearly exactly one another: dilatation due to crystalline order destruction and compaction due to orientation of amorphous chains. As such, cavitation is the most active mechanism that controls macroscopic volume strain. A theoretical damage factor predicting the experimental dilatation amplitude has been developed from the microstructural parameters of the polyethylene. The overall mechanical equations have been decomposed into an intrinsic component (the matrix behavior) and a volume component (the cavitation behavior)

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Mazé, Benoît. "Contribution à la modélisation du comportement mécanique de non-tissés aiguilletés soumis à une sollicitation uniaxiale de traction." Mulhouse, 2001. http://www.theses.fr/2001MULH0666.

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Abstract:

Les non-tissé et plus particulièrement les aiguilletés ont une structure si complexe qu'il est très difficile de prévoir leurs propriétés mécaniques. De nombreuses étude ont tenté de relier les paramètres de fabrication aux propriétés mécaniques mais n'ont généralement abouti qu'à des résultats qualitatifs ou bien quantitatifs mais restreints au produit étudié. Nous nous inscrivons dans le cadre d'une deuxième approche (lui utilise une modélisation micro-mécanique des méthodes de simulation informatique. Notre modèle est une représentation tridimensionnelle d'une nappe de nontissé où les fibres sont assimilées à des successions de cylindres extensibles, reliés entre eux par des noeuds correspondant à des points de contacts mobiles. Nous supposons que toutes les déformations sont élastiques et réversibles. Le principe général de la simulation est de déformer la structuré par petits incréments et de calculer la nouvelle configuration d'équilibre statique par un processus itératif clé relaxation, le but étant d'obtenir le rhéogramme en traction uniaxiale de la structure. Pour cela, nous ne prenons en compte que les forces de traction dans les fibre, les moments dus à la traction et la torsion et le frottement supposé statique. Pour valider notre méthode, nous l'avons confrontée à des essais réels sur de petites structures de deux ou quatre filaments. Nous obtenons une bonne correspondance entre les rhéogrammes théoriques et expérimentaux pour les faibles déformations. Dans la deuxième moitié des courbes, le modèle surestime la force exercée sur la structure, ce qui provoque une rupture prématurée. Néanmoins, la force à la rupture théorique est proche de la valeur expérimentale. Nous avons donc développé un algorithme robuste qui permettrait de bien simuler le comportement mécanique d'un non-tissé aiguilleté pour de faibles déformations. Il faudrait encore affiner le modèle pour obtenir une meilleure correspondance pour des déformations plus importantes.

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Eddouhbani, Jamal. "Etude théorique et expérimentale du comportement mécanique des assemblages métalliques collés." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1987. http://www.theses.fr/1987ECAP0050.

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Abstract:

Etude des conditions optimales de polymérisation. Influence de la température sur la résistance à la traction et sur la compression uniaxiale. Utilisation de l'extensomètre ALTHOF pour caractériser l'adhésif en cisaillement. Observation des phénomènes de cisaillement sous microscope électronique à balayage

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Valle, Roger. "Contribution à l'étude des mécanismes fondamentaux de déformation et de rupture des matériaux cristallins en traction et en fatigue." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10132.

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Abstract:

Analyse des mécanismes en utilisant un matériau modelé tel que le composite, Ni(Cr,Ta)-TaC et des méthodes d'observation complémentaires : microscopie électronique à très haute tension et microscopie à balayage à émission de champ. Explication du choix du matériau. Étude des mécanismes dans diverses sollicitations. Dans le cas d'une scission de forte valeur, des empilements de dislocations peuvent conduire à la rupture de l'obstacle : la fibre. Dans le cas de combinaison contrainte-scission, l'empilement peut conduire à l'amorçage de fissure. En fatigue, le matériau se fracture par decohésion aux interfaces et dans les plans de glissement

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Haboussa, David. "Modélisation de la transition traction-cisaillement des métaux sous choc par la X-FEM." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00943420.

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Abstract:

Dans un contexte de vulnérabilité militaire des sous-marins, les ingénieurs et chercheurs doivent être capables de prédire le comportement des structures fissurées. Ainsi, la modélisation de la transition des changements de modes de propagation de fissure (cisaillement-traction et inversement) des métaux sous sollicitations extrêmes devient un outil incontournable ou essentiel. Des critères tridimensionnels de direction de propagation de fissure développés pour une rupture par cisaillement ou par ouverture sont exposés. Des formules de direction de propagation semi-analytiques et analytiques, fonctions des facteurs d'intensité des contraintes et du coefficient de Poisson, sont ainsi proposées. L'interprétation de ces formules laisse envisager la prise en compte des effets tridimensionnels dans de futures simulations 3D de propagation de fissure. Une étude du problème en deux dimensions est également développée, proposant une formule analytique du critère en cisaillement. De plus un algorithme automatique de transition cisaillement-traction a été implémenté dans le code de calcul de dynamique explicite Europlexus, développé par le CEA. Une méthodologie d'identification des paramètres du modèle pour un matériau donné et pour un cas quasi-statique a été proposée. Confronté à l'interprétation de deux expériences connues de propagation dynamique (expériences de Kalthoff et de Ravichandran), le modèle proposé a montré sa pertinence. De plus, afin de mieux connaître le comportement à rupture de l'acier à Haute Limite Élastique Soudable, deux études expérimentales dédiées au suivi de la propagation dynamique d'un front de fissure ont été développées et validées sur des essais de rupture sous chargement quasi-statique et dynamique de type choc. Cette étude expérimentale a permis d'observer que les branchements de fissures, relevés sur les essais sous chargement quasi-statique, n'apparaissent plus sous chargement dynamique et pour des sollicitations en mode I pur. Les méthodes théoriques et numériques développées dans ces travaux de thèse permettent donc de simuler, automatiquement et avec un unique modèle, les changements de modes de rupture au cours d'une propagation dynamique de fissure. De plus, les protocoles expérimentaux exposés dans ce manuscrit permettent d'appréhender les phénomènes de transition cisaillement-traction en soulevant l'importance de la vitesse de sollicitation et du mode de sollicitation de l'essai.

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Kobeissi, Alaa. "Caractérisation mécanique des matériaux composites à partir d'un essai de traction biaxiale intégrant l'effet des chemins de déformation." Thesis, Rennes, INSA, 2019. http://www.theses.fr/2019ISAR0021.

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Abstract:

Les matériaux composites à fibres continues sont largement utilisés dans la plupart des applications d'ingénierie en raison de leurs propriétés mécaniques spécifiques élevées. Les essais uniaxiaux sont principalement utilisés pour la caractérisation de ces matériaux en raison de leur simplicité et de leur faible coût. Cependant, ces essais ne sont pas adaptés pour caractériser le comportement du matériau soumis à un état de contrainte multiaxiale. Pour mieux caractériser leur comportement, des essais biaxiaux ont été développés. Pam1i les différentes techniques de traction biaxiale, l'essai de traction sur éprouvettes cruciformes est l'une des méthodes les plus connues. Cependant, la difficulté de cette méthode réside dans le choix de la forme de l'éprouvette qui doit présenter une rupture au centre. Dans cette étude, une nouvelle éprouvette cruciforme est définie pour des essais de traction biaxiale d'un composite verre/époxy. Les dimensions finales de l'éprouvette crucifom1e sont définies par une étude paramétrique numérique tout en respectant certaines contrai11tes expérimentales telles que la capacité de la machine de traction biaxiale. Une validation expérimentale est réalisée sur deux tissus de composites verTe/époxy de différentes épaisseurs. Les essais ont été réalisés pour différentes conditions de chargement biaxial. La distribution des déformations dans la zone centrale de l'éprouvette est obtenue à l'aide de la technique de corrélation d'image (DI.C). L'enveloppe à la rupture est tracée et comparée aux prédictions de trois critères à la rupture (Max Stress, Max Stain, et Norris)
Continuous fiber composite materials have become extensively used in most engineering applications due to their high specific mechanical properties. Uniaxial tests are mostly used for the characterization of composite materials because of their simplicity and low cost. However, these tests are not adapted for the characterization of the behavior of these materials subjected to multiaxial stress state. For a better characterization of their behavior, biaxial tests were developed. Among different biaxial testing techniques, the in-plane biaxial testing of cruciform specimen is one of the most known methods. However, the main difficulty of this method is the design of a cruciform specimen that fails in the center. ln this work, a new cruciform specimen is designed for the biaxial tensile testing of plain-weave glass/epoxy composite. The final dimensions of the specimen are defined by a numerical parametric study while respecting some experimental constraints such as biaxial tensile machine capacity. An experimental validation is performed on two plain-weave glass/epoxy composites with different thicknesses. The tests were performed under different biaxial loading conditions. The strain distribution in the central zone of the specimen are obtained using the Digital Image Correlation (DIC) technique. The failure envelop is generated and compared to the predictions of three failure criteria (Max Stress, Max Stram, and Norris)

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Nguyễn, Xuân Hùng. "Sur une modélisation du comportement mécanique d'un câble soumis à des sollicitations combinées de traction et de torsion." Grenoble 1, 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10011.

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Abstract:

Ce memoire presente une etude du comportement d'un cable soumis a des sollicitations combinees de traction et de torsion. On introduit un modele qui prend en compte l'effort tranchant, les moments flechissant et de torsion dans tous les fils et les torons du cable. Le frottement entre les fils est neglige et nous supposons que le diametre du cable reste constant au cours de la sollicitation. Le modele nous permet de calculer le couple de torsion genere dans le cable, la deformation axiale et la rotation du cable et de tous les fils. On peut calculer alors les contraintes dans tous les fils. En supposant que le changement de l'angle d'helice de tous les fils et des torons est petit, les equations sont linearisees. On en deduit des relations entre les deformations et les efforts qui font intervenir quatre coefficients caracteristiques. Une plate-forme specifique permet de realiser des essais de traction et de torsion combinees. Des jauges de deformation permettent de mesurer les contraintes dans les fils exterieurs d'un toron. Les resultats obtenus sont compares avec ceux de la theorie

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Lacombe, Geneviève. "Détermination de la forgeabilité à froid des aciers à bas taux de carbone par essais de compression et de traction." Compiègne, 1987. http://www.theses.fr/1987COMPI259.

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Nier, Vincent Philippe. "Estimation statistique des propriétés physiques de monocouches cellulaires." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066233/document.

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Abstract:

Les cellules épithéliales forment des tissus cohésifs, sous forme de monocouches que l'on retrouve dans les poumons, les reins ou la peau. Travaillant à partir d'expériences in vitro, nous avons caractérisé le comportement mécanique de monocouches cellulaires. Nous avons étudié la fermeture de blessures circulaires sur un substrat non adhésif. En comparant différents modèles, nous avons montré comment la fermeture est possible grâce à un cable contractile d'acto-myosine et aux fluctuations de la tension du tissu. La Microscopie des Forces de Traction (TFM) permet de mesurer les forces que les cellules exercent sur leur substrat. A partir de cette mesure et en utilisant l'équilibre des forces, nous avons développé une méthode qui résout ce problème sous-déterminé par inversion bayésienne et permet d'obtenir le champ des contraintes internes au tissu. En appliquant cette méthode sur des images (BISM: Microscopie des contraintes par inversion bayésienne) et en l'adaptant à l'aide d'un filtre de Kalman sur des films (KISM: Microscopie des contraintes par inversion de Kalman), nous avons inféré le tenseur des contraintes de monocouches cellulaires sans faire aucune hypothèse sur la rhéologie du tissu. Enfin, nous avons estimé les contraintes directement depuis les déplacements du substrat, sans passer par les forces de tractions et donc en réduisant le nombre d'inversions de matrice (BISMu: Microscopie des contraintes par inversion bayésienne à partir des déplacements du substrat)
Epithelial cells are known to form cohesive monolayers, a form of tissue organization encountered in the lung, the kidney or the skin. From in vitro experiments, we have characterized the mechanical properties of cell monolayers. We have studied the closure of circular wounds over a nonadhesive substrate. Comparing different models, we have shown how closure is possible thanks to a contractile acto-myosin cable and to fluctuations of the tissue tension. Traction Force Microscopy (TFM) allows to measure the forces that cells exert on their substrate. Starting from this measurement and using the force balance equations, we have solved this underdetermined problem by Bayesian inversion and obtained the internal stress field of the tissue. Applying this method on single images (BISM: Bayesian Inversion Stress Microscopy), and adapting it with a Kalman filter for movies (KISM: Kalman Inversion Stress Microscopy) we have inferred the stress tensor of cell monolayers, without making any hypothesis on the tissue rheology. Finally, we have estimated the stresses directly from the substrate displacements, without computing the traction forces and thus reducing the number of matrix inversions (BISMu: Bayesian Inversion Stress Microscopy from substrate displacements)

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Faurie, Damien. "Etude du comportement élastique de films minces métalliques : expérimentations par traction in-situ dans un diffractomètre et modélisation." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2302.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre des études des propriétés élastiques des films minces supportés. Nous avons développé une sonde locale qui permet d'avoir accès à ces propriétés : la traction in-situ dans un diffractomètre. De telles études demandent un développement méthodologique tant du point de vue expérimental que du point de vue modélisation. Les déformations mesurées par diffraction des rayons X ont été modélisées en développant des solutions analytiques basées sur les hypothèses de Reuss et de Voigt en tenant compte de la distribution d'orientations des grains. Cette approche a permis une description du comportement élastique des films minces, notamment des effets dus à la forte anisotropie locale, ainsi qu'une identification des coefficients d'élasticité pour des films présentant une texture soit isotrope soit fortement anisotrope. Pour compléter ce travail, une étude par des méthodes d'homogénéisation permet une description plus fine du comportement mécanique des films. Singulièrement, le rapport des axes de l'ellipsoïde d'Eshelby dans le modèle autocohérent s'est avéré être un paramètre pertinent afin de décrire la structure colonnaire inhérente aux films minces
This work is dedicated to the study of elastic properties in supported thin film. A local probe has been developed to characterized theses properties: X-ray diffraction with in-situ tensile testing. This study needs to develop a methodology from experimental and modeling point of view. The strains measured by X-ray diffraction were modeled by develop analytical solutions based on Reuss and Voigt assumptions. This approach allowed a description of elastic behavior of thin films. Noticeably, we emphasized effects due to the strong local elastic anisotropy and we identified elastic constants of non-textured and strongly textured thin films. To complete this work, homogenization methods allowed a more representative description of thin films behavior. Especially, the ratio of the length of the principal axis of the Eshelby's ellipsoid in the self-consistent model is a judicious parameter in order to describe the columnar structure inherent of thin films

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Syerko, Oléna. "Tensile and bending behavior of dry fibrous materials : experimental study and modeling by multi-scale asymptotic homogenization approach." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10154.

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Abstract:

Les renforts fibreux secs utilisés dans les composites structuraux sont composés d'un arrangement de fils eux-même constitués de milliers de fibres. Etant données la complexe architecture multi-échelle et la faible cohésion entre leurs constituants, ils montrent des propriétés en traction de plusieurs ordres de grandeurs supérieurs à ceux en flexion. Dans ce contexte, ce travail porte sur l'étude de la traction et de la flexion de matériaux fibreux en tenant compte de leur réalité géométrique à l'échelle mésoscopique, à la fois expérimentalement et analytiquement. Les matériaux tissés, ayant une ondulation périodique, sont considérés. Une nouvelle méthodologie a été développée pour la modélisation du comportement de structures ondulées (avec une variable rapide) en re-projetant des forces, moments et déplacements sur l'axe neutre de la structure. Les solutions exactes des problèmes sur la traction et flexion d'une poutre sont obtenues. En parallèle, les tissus et fils extraits ont été testés en flexion et traction. Les rigidités des fils ont été extraites en couplant l'analyse d'image et une méthode inverse. En général les résultats expérimentaux ont démontré un lien entre l'ondulation de la structure et les propriétés résultantes. De plus, ils ont montré l'applicabilité de la méthode d'homogénéisation réalisée. Enfin, l'approche permet de poser et résoudre le problème d'optimisation de l'architecture fibreuse au travers de la géométrie des fils constitutifs
Dry fiber reinforcements used in structural composites consist of arrangements of yarns themselves consisting of alignments of thousands of fibers. Due to the complex multi-scale architecture and low cohesion between their constituents, they exhibit tensile properties several orders of magnitude higher than the bending ones. This work aims at studying the tensile and bending behaviors of fibrous materials, taking into account their meso-scale architecture, both experimentally and analytically. Woven fabrics, owing a periodic and corrugated geometry of their inter-weaved yarns, are under consideration. A new methodology has been developed for the modeling of the stress-strain state of corrugated structures (with fastly variable parameters) re-projecting applied forces, moments, and displacements on the neutral axis of the structure. The exact solutions for the problems about tension and bending of a beam have been obtained. In parallel, fabrics and constituting yarns have been tested on a bending set-up based on the cantilever principle. Tensile tests have also been performed on yarns extracted from the considered fabrics. Tensile and bending properties of yarns have been identified from tests coupling image analysis and inverse method. In general, the experimental results have demonstrated the link between the structure with corrugated constituents and its mechanical response to loadings. Also, they have justified the applicability of the multi-scale homogenization method for the prediction of effective properties. Finally, the approach permits to set and to efficiently solve the problem of the optimal design of fibrous materials from the crimped constituents geometry

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Qu, Zhengwei. "Contribution à l'étude de l'endommagement et de la rupture des élastomères sous chargements monotones et cycliques." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10080.

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Abstract:

La connaissance du comportement des matériaux élastomères est un enjeu important pour la conception de composants ou de structures mécaniques. Que ce soit sous chargement monotone ou cyclique, uniaxial ou multiaxial, ces propriétés doivent être maîtrisées afin de construire des outils prédictifs de durée de vie robustes Dans la revue bibliographique, après une présentation des propriétés physico-chimiques des matériaux élastomères, les modèles pour décrire leur comportement monotone sont discutés. Sont également présentées, les mécanismes d'endommagement (effet Mullins, adoucissement cyclique) ainsi que les aspects liés à 1 a fatigue et à la rupture de ces matériaux. Dans une deuxième partie, qui concerne les chargements cycliques, on s'intéresse tout d'abord à l'endommagement de type Mullms. Des expénences réalisées sur un élastomére de type SBR, mettent en évidence ce mécanisme d'endommagement. Se basant sur les travaux de Miehe. la prédiction par ce type de modéle conduit à un accord acceptable avec les données expérimentales On s'intéresse ensuite à la prédiction de la durée de vie en fatigue en utilisant la définition de l'endommagement de Lemaltre. Sur la base d'une densité d'énergie d'Ogden d'ordre 4, on généralise un modéle développé par Wang permettant de calculer la durée de vie d'un élastomère. Ce modèle simple à deux paramètres permet de rendre à priori compte des évolutions observées expérimentalement en chargement uniaxial.On montre également les limites d'un tel modéle pour des chargements multiaxiaux. Dans la troisième partie, il s'agit de développer un outil prédictif de rupture des élastoméres sous chargement monotone et multiaxial Se basant sur le concept de défaut intrinsèque, et s'appuyant sur la mécanique de la rupture, on construit, par des simulations éléments finis en chargement biaxial, une courbe d'état limite dans le plan des élongations principales, dans le cas des contraintes planes. Les valeurs ainsi prédites sont en accord satisfaisant avec des données expérimentales pour deux matériaux différents (NR et SBR). Enfin, on tente de généraliser cette approche pour des cas où la pression hydrostatique est prépondérante, c'est-à-dire où la cavitation est le principal mécanisme de dégradation
Knowledge of the behavior of rubber matenals is an important issue for the design of components and mechanical structures Whether under monotonic or cyclic loading, uniaxial or multiaxial, these properties must be known in order to build strong predictive tools of Iife duration. ln the literature review, after a presentation of physieo-chemical properties of elastomeric materials, models to deseribe their monotonic behavior are discussed. The mechanisms of damage (Mullins effect, stress softening ... ) and features related to fatigue and fracture of these materials are also presented. ln a second part, dealing with cyclic loading, we first focus on the Mullins effect. Experiments conducted on a SBR, highlight this mechanism of damage. Based on the work of Miehe, predicted responses by this model lead to a suitable agreement with the expenmental data. Further, we investigate the prediction of lifetime fatigue using the detimtion of damage givcn by Lemaitre. On the basis of a 4th order strain energy density of Ogden, a model developed by Wang to calculate the lifetime of an elastomer is generalized. This simple model requiring only two parameters to be identified, gives predicted values in agreement with expenmental data in the uniaxial loadmg. The limlts of such a modelling when applied to multiaxial loading are also presented. ln the third part, our purpose is to develop a predictive tool for fracture of rubbers under multiaxial but monotonic loading. Based on the concept of intrinsic defect, and usmg fracture mechanics, finite element simulations under biaxial loading allow to build a yield curve in the principal stretches coordmates and in the case of plane stress. The predieted values are in quite good agreement with experimental data for two different materials (NR and SBR). Finally, attempts to generalize this approaeh for cases where cavitation is the main mechanism of degradation is highlighted

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Chaudemanche, S. "Caractérisation in situ de l'endommagement volumique par spectroscopie Raman et rayon X de différents polypropylènes déformés en traction uniaxiale." Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01005656.

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Abstract:

L'utilisation de matériaux polymères a su s'imposer au cours du 20ième siècle, en remplaçant ou se combinant aux matériaux métalliques, pour des applications mécaniques toujours plus techniques. La grande diversité des propriétés physiques des polymères est intimement lié à leur forte complexité microstructurale, qui malgré leur utilisation massive reste, au demeurant, encore très incomprise. Afin de mieux comprendre les évolutions microstructurales aux échelles nano et micrométrique dont résultent le comportement macroscopique il est nécessaire de développer de nouvelles techniques de caractérisation in situ. Ce travail fait état de l'utilisation de la spectroscopie Raman couplée au système VidéoTractionTM afin d'obtenir des informations microstructurales de la déformation de polymère semi-cristallins. Pour cela, des polypropylènes de formulations diverses ont été étudiés, permettant de souligner le rôle joué par la matrice et les charges organiques et minérales dans le processus de déformation plastique. Des mesures in situ de l'orientation des chaînes macromoléculaires déterminées in situ par Raman ont été confirmées, au synchrotron Petra III d'Hambourg, par une expérience couplant le système VidéoTractionTM-Raman à un dispositif de diffusion des rayons X aux grands angles. L'endommagent volumique des matériaux a été étudié post mortem par Tomographie X et radiographie X. Les améliorations apportées au système VidéoTractionTM-Raman ainsi qu'une étude de la diffusion de la lumière incohérente de nos matériaux au cours de leurs déformations ont permis l'établissement d'un critère de mesure de l'endommagement volumique in situ par Raman.

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Dinkel, Olivier. "Etude et modélisation de l'endommagement d'un assemblage collé bois-bois sollicité en traction." Metz, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1997/Dinkel.Olivier.SMZ9706.pdf.

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Abstract:

Les assemblages, parties intégrantes des structures en bois, doivent être dimensionnés de manière à supporter les efforts prévisibles au cours de la durée de vie de la structure. L'assemblage colle en biseau intervient dans de nombreux éléments, en particulier pour les structures en bois lamellé collé. Cette étude a pour but d'étudier le comportement avant la rupture de ce type d'assemblage. Pour cela, on suit l'endommagement au cours du chargement de l'assemblage en biseau qui est composé de trois matériaux: le bois, un composite bois+colle et la colle. Plusieurs essais d'endommagement jusqu'à la rupture ont été réalisés. On en déduit que seule la partie colle est endommagée. On vérifie ce modèle par un calcul aux éléments finis
Joints, which are essential parts of timber structures, must be designed to support expected loads during the life of the structure. The scarf joint is present in many elements, mainly in glulam structures. The behaviour before fracture of such joints is the object of this study. The cumulated damage of the joint is followed during the loading. The joint is considered as composed from wood, wood+adhesive, adhesive. A number of damage tests has been made. These tests have been purchased till fracture occurs. It is deduced from them that the adhesive part is the only one which is damaged during the loading. The corresponding damage law is identified and the model is verified with a finite elements computation

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Makala, Jérôme. "Modélisation d'un variateur toroidal ; études théorique et expérimentale des contacts de traction en régime élastohydrodynamique." Poitiers, 2000. http://www.theses.fr/2000POIT2257.

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Abstract:

Le probleme dans l'automobile de la variation continue du rapport de vitesses est un domaine tres vaste. L'interet apporte en terme de gain en consommation et de reduction des emissions polluantes fait que ce concept a largement ete etudie depuis ces dernieres annees. Ce domaine est aborde sur un variateur a traction, le variateur toroidal, et ceci aussi bien theoriquement que de facon experimentale. Pour ce type de transmission, la puissance passe par des contacts ponctuels lubrifies qui doivent transmettre des forces de frottement par la resistance au cisaillement d'un film elastohydrodynamique. Un fluide, dit de traction est utilise a cette fin, en developpant un fort coefficient de frottement a haute pression par le biais de la piezoviscosite. Les problemes poses dans ce contexte sont ceux du rendement du variateur et de son evaluation en terme de performance. Les contacts de traction sont sources d'une dissipation qui contribue a la decroissance du rendement du mecanisme, et peut conduire dans certains cas, a la rupture dans la transmission de la puissance. L'etude scientifique repose sur la modelisation theorique du mecanisme et sur la meilleure caracterisation experimentale possible du lubrifiant utilise. Afin d'approcher les conditions reelles de sollicitation du fluide dans le variateur, deux dispositifs experimentaux ont ete utilises. Le premier, une machine a galets, permet de caracteriser rheologiquement le fluide de traction. Les parametres dominant sont identifies, analyses et discutes pour determiner les conditions les plus critiques qui menent a la rupture de la traction. Le second dispositif, un simulateur experimental specifique, a ete modifie pour mesurer les epaisseurs de film par une methode interferometrique. La precision du dispositif permet de comparer les mesures aux theories existantes et d'etudier l'influence des parametres de fonctionnement sur les conditions d'alimentation. L'identification d'une loi de comportement du fluide permet alors d'etablir un modele de rendement des contacts et du mecanisme, autorisant ainsi la comparaison entre deux types d'architecture. Pour valider l'ensemble de ces travaux, deux prototypes et leurs instrumentations sont presentes.

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Zidane, Ibrahim. "Développement d'un banc d'essai de traction biaxale pour la caracterisation de la formabilité et du comportement élastoplastique de tôles métalliques." Rennes, INSA, 2009. http://www.theses.fr/2009ISAR0027.

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Abstract:

L’utilisation de procédés de mise en forme de tôles minces (emboutissage, hydroformage, formage incrémental, …) est très répandue dans l’industrie. L’amélioration de la prédiction des outils de simulation numérique passe par une identification précise de la loi de comportement et des limites de formabilité du matériau constituant la tôle. Pour cela, il est souhaitable d’étudier le comportement des tôles minces sous des états de chargements proches de ceux rencontrés dans le procédé de mise en forme. A cet effet, l’essai de traction biaxial dans le plan de la tôle a été retenu parmi d’autres techniques de sollicitations biaxiales. Dans cette étude, un banc d’essais de traction biaxiale est développé avec pour objectif d’identifier, à partir d’un même essai rhéologique, la loi de comportement et les limites de formabilité du matériau étudié sous sollicitations statiques ou dynamiques. Ce dispositif expérimental est composé de quatre vérins hydrauliques disposés horizontalement. La capacité de chaque vérin est de 50kN, la vitesse de déplacement sur chaque axe peut atteindre 2m/s. Le pilotage permet d’imposer des rapports de biaxialité linéaires et non-linéaires. Ces essais biaxiaux sont réalisés sur une éprouvette plane dite « éprouvette cruciforme ». La géométrie optimale de celle-ci est définie à partir d’une étude paramétrique réalisée sur différentes formes d’éprouvettes cruciformes issues de la littérature. La difficulté principale dans la définition de cette géométrie est de s’assurer de l’apparition de la striction localisée au centre de l’éprouvette afin de maîtriser le chemin de déformation imposé par le déplacement des vérins. Au cours de l’essai, la zone centrale de l’éprouvette est filmée et une technique de corrélation d’image est ensuite utilisée en post-traitement pour obtenir le champ de déformation dans l’éprouvette. Par la suite, la procédure expérimentale et la géométrie de l’éprouvette sont validées à partir d’une campagne d’essais réalisée sur un alliage d’aluminium AA2017. Une procédure spécifique de détection de l’apparition de la striction localisée pour cette forme d’éprouvette est définie. Une campagne expérimentale est menée sur une tôle en alliage d’aluminium AA5086. La courbe limite de formage (CLF) expérimentale de cette tôle est établie à partir de la procédure définie précédemment. Enfin, les courbes forces/déplacements expérimentales sont utilisées afin d’identifier une loi de comportement par méthode inverse à partir d’un modèle éléments finis (EF) de l’essai biaxial. L’intérêt d’intégrer une grandeur locale dans la procédure d’identification de la loi rhéologique est présenté. La loi de comportement identifiée est ensuite implémentée dans le modèle EF de l’essai de traction biaxial afin de déterminer la CLF numérique du matériau étudié. Les CLF expérimentale et numérique définies à partir de l’essai de traction biaxial sont comparées à celle obtenue sur le même matériau par un dispositif d’essais de type Marciniak
Sheet metal forming processes (stamping, hydroforming, incremental forming,. . . ) are currently used in the industry. Improving the prediction of numerical simulation tools requires an accurate identification of behavior law and formability limits of the sheet material. These material properties must be identified under conditions close to those encountered in the considered forming processes. For this purpose, the biaxial tensile test in the plane of the sheet has been selected among other techniques of biaxial solicitation. In this study, a biaxial testing apparatus is developed with the aim of identifying, from one rheological test, the behavior law and the formability limits of the studied material under static or dynamic solicitations. The experimental device is a servo-hydraulic testing machine provided with four hydraulic actuators in a horizontal configuration. The capacity of each actuator is 50kN, the speed on each axis can reach 2m/s. Linear and nonlinear loading paths can be applied. The biaxial tests were performed on a flat specimen called « cruciform specimen ». The optimum geometry of this one is defined from a parametric study on different shapes of cruciform specimens used in previous works. The main difficulty to design an appropriate cruciform specimen shape is to ensure the onset of localized necking in the central zone of the specimen to control the strain path imposed by the displacement of the actuators. During testing, the central area of the specimen is filmed and an image correlation technique is used to obtain the deformation field in the specimen. Thereafter, the experimental procedure and the geometry of the specimen are validated by mean of experimental tests on an aluminum alloy AA2017. A specific procedure for detecting the onset of localized necking on the cruciform specimen is then proposed. An aluminum alloy AA5086 sheet is then studied from experimental investigations. The experimental forming limit curve (FLC) of this sheet is then established from the procedure defined above. The experimental curves force/displacement are used to identify a constitutive law by inverse method using a finite element model (EF) of the biaxial tensile test. The use of a local measure of the deformation in the identification process of the rheological law is then presented. The behavior law is identified and implemented in the FE model of the biaxial tensile test to determine the numerical FLC of the studied material. Finally, the experimental and numerical FLC are compared to the one obtained on the same material by a Marciniak testing device

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Chomette, Sébastien. "Etude des évolutions microstructurales et comportement mécanique des alliages base nickel 617 et 230 à haute température." Thesis, Toulouse, INPT, 2009. http://www.theses.fr/2009INPT030G/document.

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Abstract:

Dans le cadre du développement des Réacteurs à Haute Température (RHT), un des systèmes retenus pour la quatrième génération de centrale nucléaire, l’utilisation d’un cycle indirect est envisagée. Ce type d’installation, utilisant de l’hélium comme caloporteur, nécessite un échangeur intermédiaire de chaleur (Intermediate Heat eXchanger, IHX) le plus compact possible entre les circuits primaire et secondaire. Les contraintes imposées par la conception ainsi que les conditions sévères d’utilisation pour ce type d’installation (température maximale 850°C à 950°C, durée de vie 20000 h) ont orienté le choix des matériaux constitutifs de l’IHX vers deux alliages base nickel en solution solide : l’Inconel 617 et le Haynes 230. Le premier matériau a été largement étudié dans les années 1980 lors du projet allemand sur les RHT car possédant de bonnes propriétés mécaniques et en corrosion à haute température mais sa forte teneur en cobalt potentiellement activable est à considérer. Le Haynes 230, plus récent, possède des caractéristiques similaires à celles de l’alliage 617, le cobalt ayant été remplacé par du tungstène. L’objectif de cette thèse est d’étudier le comportement mécanique à haute température de ces deux alliages en relation avec les évolutions de leur microstructure. Les observations microstructurales à l’état de réception révèlent la présence de carbures primaires (M6C), la majorité étant répartie de manière homogène. Des carbures secondaires M23C6, peu nombreux, sont visibles à l’état de réception pour les deux matériaux. Les vieillissements thermiques imposés aux alliages à 850°C permettent une précipitation importante de carbures M23C6 sur les lignes de glissement et aux joints de grains, la taille de ces carbures augmentant et leur nombre réduisant avec la durée de traitement. A 950°C, l’évolution microstructurale conduit à une précipitation intragranulaire beaucoup plus limitée et à une évolution intergranulaire plus importante. Pour les deux matériaux, les observations de la microstructure et les résultats de dureté montrent que la majorité des évolutions microstructurales se produisent avant 1000 h aux deux températures étudiées. Les caractéristiques mécaniques de ces alliages ont été testées en traction, en fluage et en fatigue et fatigue relaxation. En particulier, les propriétés à 850°C et 950°C ont été étudiées pour différentes charges (en fluage), vitesses de déformation (en traction) et durées de relaxation (fatigue relaxation). Les effets d’un traitement initial ont également été étudiés, tels que l’effet d’un vieillissement thermique testé en fluage et traction et l’effet d’une prédéformation sur le fluage. Il ressort de cette étude que différents mécanismes de déformation sont mis en jeu successivement ou en parallèle au cours des essais réalisés. Ainsi, l’importance de la précipitation des carbures sur les propriétés mécaniques de l’Inconel 617 et du Haynes 230 a pu être démontrée, malgré leur statut d’alliages en solution solide. Par ailleurs, un même mécanisme thermiquement activé opère sur une très large gamme de vitesses de déformation, correspondant aux essais de traction, fluage et relaxation. Cette mise en relation entre microstructure et propriétés mécaniques permet de déterminer les avantages de chaque alliage ainsi que leurs limites d’utilisation dans le cadre de la fabrication d’un échangeur de chaleur de centrale nucléaire
High Temperature Reactors (HTR), is one of the innovative nuclear reactor designed to be inherently safer than previous generation and to produce minimal waste. The most critical metallic component in that type of reactor is the Intermediate Heat eXchanger (IHX). The constraints imposed by the conception and the severe operational conditions (high temperature of 850°C to 950°C, lifetime of 20,000 h) have guided the IHX material selection toward two solid solution nickel base alloys, the Inconel 617 and the Haynes 230. Inconel 617 is the primary candidate alloy thanks to its good high temperature mechanical and corrosion properties and the large data base developed in previous programs. However, its high cobalt content has to be considered as an issue (nuclear activation). The more recent alloy Haynes 230, in which most of the cobalt has been replaced by tungsten, present characteristics similar to the 617 alloy. The objective of this thesis is to study the high temperature mechanical behaviour of both alloys in relation with their microstructural evolutions. The as received microstructural observations have revealed primary carbides (M6C). Most of this precipitates are evenly distributed in the materials. Few M23C6 secondary carbides are observed in both alloys in the as received state. Thermal ageing treatments at 850°C lead to an important M23C6 precipitation on slip lines and at grain boundaries. The size of this carbides increases and their number decreases with increasing ageing duration. The intragranular precipitation of secondary carbides at 950°C is more limited and the intergranular evolution more important than at 850°C. The microstructural observations and the hardness evolution of both alloys show that the main microstructural evolutions occur before 1,000 h at both studied temperatures. The mechanical properties of the Inconel 617 and the Haynes 230 have been studied using tensile, creep, fatigue and relaxation-fatigue tests. Particularly, the properties at 850°C and 950°C have been evaluated using several stress levels (creep), strain rates (tensile) and relaxation duration (fatigue). The effects of initial treatments have also been studied, i.e.ageing treatments effects on creep and tensile properties and cold-work effects on creep properties. At high temperature, the as received Inconel 617 does not show classical creep behaviour. This study shows the importance of the fast carbides precipitation on their mechanical properties, despite the fact that the Inconel 617 and the Haynes 230 are listed as solid solution alloys. Low cycle fatigue tests with and without holding time have been performed at 850°C under air and under vacuum on both alloys. The results showed that cyclic hardening, cyclic stability and life time are closely related to the duration of the holding time. Furthermore, a single thermally activated mechanism operates over a very wide range of strain rates, corresponding to tensile tests, creep and relaxation. The link between microstructure and mechanical behaviour presented in this thesis helps to determine the advantages as the operation limits of each alloy in order to manufacture a nuclear power plant heat exchanger

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Soeharto, Soeharto. "Étude des mécanismes d'amorçage et de propagation des microfissures en traction-torsion à partir de deux nuances d'un alliage d'aluminium 7175-T7351." Compiègne, 1991. http://www.theses.fr/1991COMPD339.

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Abstract:

Deux nuances d'un alliage d'aluminium 7175-T7351 ont été sollicitées en mode mixte de sollicitation (traction-torsion alternées). Les différentes phases de l'amorçage et de la microfissuration ont été étudiées dans le domaine élastique. On constate que la taille de grain joue peu sur ces différentes phases, quelque soit le mode de sollicitation. L'étude de la microfissuration indique que les joints de grain mais aussi, les sous-joints pour la nuance à gros grain par un mécanisme de bifurcation ou/et de branchement des deux pointes de la fissuration. Le mécanisme persiste dans le domaine des fissures longues mais avec des effets négligeables. A ces mécanismes s'associe le mécanisme d'ouverture-fermeture (crack-closure) qui montre que l'ouverture effective diminue lorsque la microfissure (qq. Micron) devient courte puis longue, d'ou un ralentissement de la propagation. Les critères de Tresca et de Von Mises fournissent des résultats qui montrent que plus la composante de traction augmente moins bonne est la tenue en fatigue. Ceci est vrai dans tous les stades de la durée de vie. Le critère de Rankine va à l'encontre. La composante de cisaillement (torsion) entraine un ralentissement de la propagation a cause des modes II et III auxquels s'associe un mécanisme de fermeture (phénomène d'abrasion).

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Lechat, Céline. "Comportement mécanique de fibres et d'assemblages de fibres en polyester pour câbles d'amarrage de plates-formes offshore." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00280511.

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Abstract:

Afin de développer les exploitations en eaux profondes, l'industrie pétrolière est confrontée depuis quelques années à la nécessité de modifier les systèmes d'amarrage de plate-forme classiques, habituellement constitués d'acier, pour avoir des systèmes plus légers. Dans le cadre de cette problématique, cette étude s'intéresse au comportement mécanique de câbles synthétiques pour deux matériaux différents, l'un étant déjà utilisé en remplacement de l'acier, et l'autre étant potentiellement utilisable : le PET et le PEN.
Dans le but d'une caractérisation multi-échelle, des essais mécaniques (principalement traction, fluage et sollicitation cyclique) ont été réalisés sur des assemblages de taille variable, allant de câbles de plusieurs centaines de kN de force à rupture aux plus petits de leurs composants, les
filaments. De fortes corrélations ont été observées entre le comportement quasi-statique des assemblages et celui des filaments, montrant que les effets de construction des assemblages sont limités et facilement identifiés. Le comportement des filaments est lui-même associé à des
mécanismes se déroulant à l'échelle moléculaire. En revanche, les résultats obtenus sous sollicitation
cyclique ont montré que la considération des mécanismes pouvant provoquer la rupture de filaments
individuels (fluage, fatigue en tension, échauffement par hystérésis...) ne suffit pas à expliquer la rupture des câbles. Ceci implique l'intervention d'autres mécanismes, propres aux assemblages, du type abrasion.
La comparaison des résultats obtenus pour les deux matériaux a montré que le PEN, très peu étudié jusqu'à ce jour, présente un comportement mécanique très proche de celui du PET.

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Jacques, Didier. "Transfert de charge entre fibre et matrice dans les composites carbone-resine : comportement en traction d'un modèle monofilamentaire." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1989. http://www.theses.fr/1989NAN10324.

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Abstract:

Le transfert de charge entre fibre et matrice dans les composites carbone-resine a été étudié à travers le comportement en traction d'un composite modèle à monofilament. Cet essai de fragmentation a été adapté aux résines de type fragile utilisées dans l'industrie aérospatiale. Les résultats mettent en évidence la sensibilité du paramètre ainsi obtenu à toute modification du système (état de surface de la fibre, nature de la matrice, humidité. . . ). Un dispositif expérimental de traction sous microscope a été réalisé pour étudier la cinétique de l'essai de fragmentation et en particulier, les micromécanismes interagissant à l'interface. Parallèlement, une modélisation du processus de fragmentation a permis d'expliquer les résultats expérimentaux et de révéler l'influence des paramètres du système. Une extension aux composites a été proposée, démontrant que la capacité de transfert de charge peut être utile pour l'interprétation et l'optimisation des propriétés des composites

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Revaux, Thierry. "Essais de caractérisation mécanique d'alliages métalliques après refusion et solidification in situ." Valenciennes, 1997. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/6951ee34-db16-4128-a234-31197a341776.

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Abstract:

Les principaux défauts nuisibles des produits métallurgiques trouvent généralement leur origine lors de la solidification ou le refroidissement. Les sollicitations thermomécaniques subies par le métal à partir de l'état liquide sont par conséquent déterminantes quant à la qualité finale des produits. Un essai de traction à chaud après refusion in situ reproduisant l'histoire thermomécanique du matériau a été développé à partir d'éprouvettes axisymétriques à entaille circulaire. La ductilité est étudiée à l'aide de cet essai et par comparaison avec des essais conventionnels effectués après réaustenitisation. Ces deux procédures ont été utilisées pour l'étude d'aciers micro alliés au Niobium-Vanadium et d'aciers inoxydables austénitiques. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence le rôle primordial du cycle thermique et de la vitesse de refroidissement sur la criquabilite à chaud. L'influence nuisible du soufre et celle bénéfique du calcium ont également été constatées. Il a été montré que la contrainte de rupture augmente linéairement avec la vitesse de déformation pour une nuance d'acier inoxydable austénitique. Pour les fontes grises, un test de retreint à vitesse de refroidissement contrôlée depuis l'état liquide a permis d'étudier l'incidence du phosphore sur l'apparition des contraintes de retrait durant le refroidissement. Enfin, des essais exploratoires sur des biomatériaux composés d'une fonte et d'un acier hautement allié au chrome, ont été entrepris afin de caractériser l'interface bimétallique et simuler le processus de fabrication des cylindres de laminoir.

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Ovono, Ovono Delavand. "Recyclabilité des alliages d'aluminium de fonderie : Influence des éléments résiduels sur la microstructure et le comportement mécanique." Compiègne, 2004. http://www.theses.fr/2004COMP1549.

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Abstract:

La présente étude, réalisée en collaboration avec Montupet vise à étudier les alliages d'aluminium de fonderie fortement chargés en éléments résiduels pour une application dans la fabrication des culasses automobiles. Les caractérisations microstructurales et mécaniques ont permis d'obtenir une composition optimale d'un alliage d'un alliage fortement chargé en éléments résiduels (AS9U3G). Ensuite des essais de fatigue, de traction, et de microdureté ont été effectués et les résultats sont analysés en relation avec l'évolution de la microstructure. L'ensemble de ces données a été comparé et discuté tant d'un point de vue macroscopique que microscopique à celles obtenues pour l'alliage classique AS7U3G. Il a été montré que si le comportement mécanique des deux alliages reste voisin en l'absence d'endommagement, en revanche, l'évolution de la précipitation durcissante est différente à partir de l'état T5. Enfin la durée de vie de l'AS9U3G reste fortement influencée par la présence de nombreux composés intermétalliques qui sont des sites d'amorçages de fissures
Cast aluminium alloys make popular candidates for automotive applications and in particular on the fabrication of cylinder head and engine block materials. For the development of a new cylinder head and in order to lower the costs of provision at the refiner, we have chosen to increase the iron, manganese, and zinc contents used in AS7U3G alloys. The effect of residual element on the microstructure and mechanicals properties of two cast aluminium alloys, the reference AS7U3G and the AS9U3G with a high content in residuals elements, in T5 state, has been studied. Fatigue, tensile, and microhardness tests were performed and the test data were analyzed in relation with the evolution of microstructure. The results of tensile and low cycle fatigue tests showed that stresses levels in the two alloys were identical, but some differences appear at the level of precipitation evolution; And the fatigue life defers considerably because of the significant number of intermetallics compounds and volume fraction of pores in the AS9U3G alloy which are fatigue cracks initiation sites

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Garcia, Juan-Manuel. "Caractérisation mécanique d'alliages de titane soudés par friction linéaire." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM045.

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Abstract:

Les propriétés mécaniques en termes de comportement monotone, résistance en fatigue et ténacité d’alliagesde titane soudés par friction linéaire ont été étudiées et comparées à celles des matériaux de base. Le soudage par friction linéaire est un procédé de soudage à l’état solide qui pourrait être utilisé dans l’industrie aéronautique pour assembler des structures fortement chargées. Étant donné que le noyau de soudure du joint mono-matériau Ti6242 a montré une résistance mécanique supérieure à celle du matériau de base, ses propriétés mécaniques ont été étudiées en utilisant des éprouvettes entaillées. Elles ont montré une certaine ductilité et une rupture mixte entre des mécanismes ductiles et fragiles. Les champs de déformation locale et de vitesse de déformation normalisée ont été étudiées sur des éprouvettes lisses. Une activité plastique précoce a été observée dans le voisinage du noyau de la soudure et elle a été attribuée aux contraintes résiduelles. Pour la durée de vie visée de 105 cycles, la résistance en fatigue a légèrement été réduite mais compromise avec une forte dispersion de la durée de vie reliée à la contamination avant soudage. Le mécanisme auto-nettoyant n’a pas réussi à extruder les contaminants à l’interface d’un joint bi-matériauxTi17-TA6V et a mené à une rupture fragile au niveau d’une couche de défauts. Pour un joint bi-matériauxTi17-TA6V nettoyé avant soudage, une rupture ductile a été observée tantôt au niveau du matériau de baseTA6V tantôt au niveau de la zone thermo-mécaniquement affectée (TMAZ) côté Ti17, due à un épuisement de la phase durcissante alpha. L’amorce des fissures de fatigue a eu lieu au niveau de la TMAZ Ti17 avec une résistance en fatigue réduite. La ténacité a également été dégradée et le faciès de rupture au niveau de la TMAZ a dévoilé des amas de cavités allongées et parallèles. Les mêmes tendances ont été observées pour un joint mono-matériau Ti17. Un traitement thermique post-soudage de celui-ci a permis de retrouver avec succès des propriétés proches de celles du MB
The mechanical properties in terms of tensile behaviour, fatigue strength and toughness of Linear FrictionWelded (LFW) Titanium (Ti) alloys were studied and compared to the parent materials' (PM) behaviour. LFWis a solid state joining process that could be used for assembling heavily loaded structures in the aerospaceindustry. Since the Weld Centre Zone (WCZ) of a similar Ti6242 LFW joint exhibited overmatching strength,its fracture mechanisms and ductility were investigated by micro-tensile tests using notched specimens. Theyrevealed some ductility and a mixture of brittle and ductile fracture mechanisms. Local strain and normalizedstrain rate fields on smooth samples were assessed by Stereo Digital Image Correlation (SDIC) and showedan early plastic activity at yielding in the vicinity of the WCZ, attributed to residual stresses. For the target lifeof 105 cycles, the fatigue strength was slightly reduced but compromised by a strong scatter that was relatedto prior to welding contamination. The LFW self-cleaning mechanism also failed to extrude the contaminantsat the weld interface of a dissimilar Ti17-Ti64 LFW joint that led to pseudo-brittle fracture at a defect layerin the WCZ. For a pre-cleaned dissimilar Ti17-Ti64 LFW joint, ductile rupture was observed sometimes atthe Ti64 PM and sometimes at the Ti17 thermo-mechanically affected zone (TMAZ), due to a depletion ofthe strengthening alpha phase. Fatigue cracks initiated at the weak Ti17 TMAZ with a reduced fatigue strengthcompared to the PM. Fracture toughness was significantly reduced and the fracture surface at the TMAZhighlighted unexpected clusters of parallel and elongated voids. These trends were also observed for a similarTi17 LFW joint. Comparable mechanical properties to those of the Ti17 PM were successfully regained bymeans of a post-weld heat treatment

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Ranaivomanana, Narintsoa. "Étude expérimentale et numérique des interactions entre le fluage en traction et l'endommagement du béton." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2213/.

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Abstract:

L'évaluation du risque de fissuration du béton et des ouvertures de fissures constitue une problématique majeure lors de la conception de certains ouvrages de génie civil (enceintes de confinement de bâtiments réacteurs de centrales nucléaires, ouvrages de stockage de déchets radioactifs, etc. ). Dans ce but, le comportement mécanique instantané et différé du béton doit être parfaitement maitrisé. Compte tenu du rôle majeur joué par la traction dans les processus d'endommagement du matériau béton, ce travail de thèse se fixe comme objectif d'approfondir les connaissances sur sa réponse en traction et plus particulièrement en fluage par traction. Le travail porte sur trois grands axes : la mise au point de bancs de fluage en traction directe et en traction par flexion, la réalisation d'une campagne d'essais de fluage propre sous différents taux de chargement pour trois types de sollicitations (traction, flexion et compression) et enfin une analyse basée sur un modèle couplant retrait, fluage et endommagement. Les résultats expérimentaux indiquent que le comportement différé est différent selon la nature de la sollicitation appliquée. Ils mettent de plus en avant un couplage fort entre les déformations de retrait et celles de fluage. L'effet de la consolidation, de l'endommagement et de leur couplage permet alors de mieux appréhender les résultats obtenus. Les résultats expérimentaux sont ensuite confrontés aux prévisions d'un modèle couplant retrait, fluage et endommagement afin de tester sa capacité et éventuellement ses limites à reproduire les phénomènes observés
The assessment of cracking risks is of a great interest in civil engineering field, particularly when considering structures such as nuclear power plants or nuclear wastes repository in deep geological formation. Accordingly, mechanical behaviors of concrete (instantaneous and delayed behaviors) have to be clearly understood. In the present work, the mechanical behaviour in tension has been studied given the key role played by tension in the damage process of concrete. For this purpose, tensile and flexural creep devices have been developed. Then, basic creep tests under different types of load (compression, tension and bending) and under different load levels have been carried out. Finally, experimental results have been compared with those resulting from a numerical modeling. Experimental results show that the delayed behaviour of concrete depends on the type of load. Moreover, they highlight a strong interaction between shrinkage and creep strain. Consolidation effect, damage effect and their coupling lead to a satisfactory reproduction of obtained results. A numerical model which takes all involved phenomena (shrinkage, creep and damage) and their coupling into account, allows a good restitution of the experimental results to be obtained

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Gong, Xiao Lu. "Développement d'une méthodologie expérimentale associée à une approche analytique pour la compréhension du comportement de plaques composites non-trouées et trouées sous chargement simple et combiné de traction-torsion." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD741.

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Abstract:

Le travail de thèse aborde l'étude de l'endommagement et de la rupture des matériaux composites verre/époxyde quasi-unidirectionnels sous chargements simples et combinés de traction-torsion. A cet effet, une méthodologie originale (modèle schématique) basée sur l'émission acoustique et corrélée aux observations microscopiques a été proposée. Ceci a permis d'établir une classification cohérente des différents mécanismes d'endommagement intervenant dans les matériaux composites. Ce modèle schématique a été utilisé par la suite pour mieux comprendre les étapes de dégradation dans les plaques composites non-trouées et trouées sollicitées en statique et en fatigue (traction, torsion et traction-torsion). L'évolution de chaque type d'endommagement et du mécanisme responsable de la chute de rigidité ont été mis en évidence à l'aide d'un paramètre acoustique d'endommagement Rij nommé taux de participation de l'endommagement. L'approche analytique du champ de contraintes proposée a permis d'appréhender le comportement mécanique en torsion et en traction-torsion des plaques considérées. Ainsi, le calcul des contraintes de cisaillement en torsion propose par Lekhnitskii pour de petits déplacements est corrigé en introduisant un moment effectif tenant compte du phénomène de grands déplacements généré par la torsion. La contrainte normale ainsi induite par la torsion peut être calculée par cette approche. Le seuil d'endommagement a pu être prévu aux moyens de critères utilisant l'ensemble des contraintes agissant localement. Le critère de Tsai-Wu tridimensionnel a été adapté au bord du trou. Quant au critère de rupture de Tsai-Hill, il a fallu le modifier pour prédire le seuil d'endommagement. Afin d'éviter l'analyse complexe de la distribution des contraintes, un critère empirique du seuil d'endommagement en traction-torsion a été établi. L'analyse de l'endommagement s'est faite en associant plusieurs techniques : celle de la variation des raideurs, de la réponse des jauges de déformation, de l'émission acoustique, du rapport Felicity, de la microscopie électronique à balayage et de la thermographie infrarouge.

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Jean-Romain, Jean-Michel. "Détermination de la variation volumique au cours de la déformation plastique des polymères amorphes sollicités en traction uniaxiale." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://www.theses.fr/2005INPL048N.

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Abstract:

La déformation volumique de 10 polymères vitreux ductiles est déterminée au cours d'essais de traction menés jusqu'aux grandes déformations. Le dispositif expérimental permet de mesurer simultanément la loi de comportement plastique du matériau aux grandes déformations et l'évolution de la déformation volumique correspondante. Les essais sont menés à différentes vitesses de déformation et à différentes températures. Des mesures physiques et des observations microscopiques permettent de suivre l'évolution de la microstructure des matériaux au cours de la déformation. La compaction mesurée mécaniquement est corrélée au réarrangement moléculaire qui se produit lors de l'orientation des macromolécules. L'endommagement est dû à la multiplication des craquelures dans les matériaux. La recherche des erreurs de mesure est menée expérimentalement et numériquement. On montre que la compaction et l'endommagement sont amplifiées par le système de mesure. L'amplitude de ces erreurs dépend des conditions expérimentales qui favorisent certains modes de localisation de la déformation plastique. Le comportement isochore est déterminé en corrigeant le comportement expérimental à l'aide de relations établies en considérant la forme et de l'orientation des cavités. Un modèle permet de décrire de manière satisfaisante le comportement intrinsèque des matériaux. La déformation volumique totale est modélisée en tenant compte des trois processus de déformation élémentaires
The volume strain of 10 amorphous polymers is determined during uniaxial traction tests. The materials are streched up large deformations. The apparatus measure simultanously the constitutive plastic behavior and the correspondant evolution of the volume strain. The tests are carry out at différent temperatures and strain rate. Some physicals, measurements and microscopic observations allow to follow the evolution of the microstructure of the materials during the deformation. The compaction is due to reorganisation of the marcomolecules. The damage is due to crazing in the materials. ExpérimentaIs artefacts are investigated and we found that the compaction and the damage are amplified by the measurement system. The amplitude of these artefacts depend on the experimental conditions which further some localized mode of plastic deformation. The isochorus constitutive behavior is obtained by corrected from the experimental one by relations which are related to the orientation and to the morphology of the cavities. A model can reproduces in a good manner the intrinsic behavior of the materials of the study. The volume strain is modeled by means of three elementary mechanisms of deformation

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Dillard, Thierry Jean-Paul. "Caractérisation et simulation numérique du comportement mécanique des mousses de nickel : morphologie tridimensionnelle, réponse élastoplastique et rupture." Paris, ENMP, 2004. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00007530.

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Abstract:

Des essais mécaniques in-situ sous MEB ou en tomographie aux rayons X ont été réalisés pour étudier les mécanismes locaux de déformation et de rupture. Une description détaillée de la morphologie 3D des mousses est obtenue. L'anisotropie mécanique observée est reliée à la géométrie des cellules. Un modèle analytique uniaxial, fondé sur la flexion élastoplastique des brins, est développé pour prédire le comportement en traction des mousses en fonction de leur densité relative et de leur anisotropie. Le modèle est ensuite étendu au comportement des mousses biphasées et appliqué aux mousses oxydées. L'influence des brins creux est aussi étudiée. Puis, la mousse est assimilée à un milieu homogène équivalent. Le modèle continu est validé au moyen des champs de déformation issus d'essais photomécaniques. Le modèle classique, inapte à prévoir l'effet d'échelle observé dans une plaque de mousse trouée, est étendu vers la mécanique des milieux micromorphes. Le modèle micromorphe permet de plus de donner une bonne estimation de la largeur de la zone fissurée et de la ductilité des mousses en présence de fissures
Deformation behaviour and failure of nickel foams are studied during loading by using X-ray microtomography. A detailed description of the 3D morphology is presented. Dimensions and orientation of each cell are determined. The geometrical aspect ratio is linked to the mechanical anisotropy of the foam. In tension, a uniaxial analytical model, based on elastoplastic strut bending, is developed. The whole stress-strain curve of the foam is predicted according to its specific weight and its anisotropy. The model is also extended to two-phase foams and the influence of the hollow struts is analysed. The two-phase foams model is finally applied to oxidized nickel foams and compared with experimental data. A phenomenological compressible continuum plasticity model is also proposed and identified in tension. The identification of the model is carried out using experimental strain maps obtained by a photomechanical technique. The multiaxial model is extended to a micromorphic one to incorporate non local features accounting for the size effects observed for small holes. The prediction of the model is evaluated in the case of subsequent fracture of the specimen through crack propagation

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Bensaïd, Abdellatif. "Contribution à l'étude expérimentale, théorique et numérique du comportement mécanique fin d'assemblages collés du type escalier simple sollicités à la traction." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066037.

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Abstract:

Notre travail est consacre a l'analyse experimentale, theorique et numerique par elements finis, du comportement mecanique fin de l'assemblage colle a simple recouvrement du type escalier simple, sollicite a la traction. La methode experimentale (extensometrie) permet de mettre en evidence une phase elastique, puis l'amorcage progressif en regime stable des microfissures dans l'adhesif et enfin la propagation rapide en regime instable des criques au voisinage de la rupture ultime de l'echantillon teste. Une modelisation analytique simplifiee du comportement mecanique de l'assemblage est developpee a l'aide des hypotheses de la resistance des materiaux, en considerant que l'adhesif est sollicite au cisaillement et au decollement, et les substrats en traction et flexion combinees. Cependant le champ de contraintes obtenu ne verifie pas toutes les conditions aux limites aux extremites du recouvrement. Pour remedier a ce probleme, une methodologie interessante est presentee permettant d'ameliorer la theorie classique en tenant compte des effets de bords pour mieux modeliser le champ de contraintes dans les regions des extremites. La repartition des contraintes dans le joint et les substrats a ete determinee dans le domaine elastique par la methode des elements finis. L'adequation satisfaisante obtenue par la confrontation des methodes analytique et numerique, avec les resultats experimentaux, permet d'envisager l'optimisation de l'assemblage considere en vue d'une resistance maximale

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Georges, David. "Etude expérimentale et modélisation de la réponse mécanique de la glace polycristalline sous chargement de traction dynamique : Influence de la porosité." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI080.

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Abstract:

Les impacts de grêlons peuvent induire de sérieux dégâts sur les aéronefs allant jusqu'à menacer l'intégrité même de la structure. Afin de concevoir des structures résistantes à ces impacts, il est dans un premier temps nécessaire de modéliser efficacement la réponse mécanique de la glace lorsque soumise aux conditions de chargement typiques d'un impact. Toutefois, la plupart des modèles visant à simuler les impacts de glace se basent sur des rhéologies élasto-viscoplastiques et présentent un domaine de validité restreint. En raison d'un manque de données expérimentales pour les paramètres contrôlant les mécanismes de fragmentation, ces modèles sous-estiment en particulier l'importance du comportement dynamique de la glace en traction et négligent systématiquement l'effet de la microstructure de la glace. Pourtant, il ressort de l'étude d'autres matériaux fragiles que les propriétés de fragmentation de ce type de matériau sous chargement de traction dynamique sont fortement dépendantes de la vitesse de déformation et de la microstructure. Dans un grêlon, les porosités sont des candidates sérieuses comme défauts les plus critiques pouvant initier la fragmentation. L'objet de cette étude est donc d'analyser la relation entre la porosité de la glace, les mécanismes d'endommagement et la réponse mécanique de la glace en traction dynamique.Dans ce travail, des essais d'écaillage hautement instrumentés sur des échantillons de glace polycristalline isotrope présentant différents taux de porosités, ont ainsi été menés à l'aide d'un dispositif expérimental adapté à ce matériau. Les essais d'écaillage ont permis de fournir le premier jeu de données robuste et reproductible pour la résistance en traction dynamique de la glace. À l'opposé de ce qui a pu être observé sous chargement quasi-statique, les résultats montrent une augmentation de la résistance en traction dynamique et de la densité de fissures avec la vitesse de déformation. La porosité diminue, elle, la résistance en traction dynamique de la glace. Cette influence de la porosité est justifiée en introduisant l'hypothèse que la contrainte critique pour amorcer une fissure sur une porosité est fonction de sa taille.En parallèle de ces travaux expérimentaux, nous proposons l'utilisation du modèle d'endommagement anisotrope Denoual-Forquin-Hild pour prédire le comportement dynamique de la glace en traction. La densité de défauts critiques, paramètre d'entrée de ce modèle, est déterminée par deux approches. La première consiste à appliquer le modèle de Weibull, qui utilise une distribution statistique suivant une loi puissance, pour caractériser la dispersion des contraintes à rupture d'essais de flexion. La seconde est basée sur l'utilisation des distributions réelles de tailles des porosités mesurées par micro-tomographie aux rayons X. La mécanique linéaire de la rupture est utilisée comme critère de rupture pour convertir la taille des porosités en contrainte d'activation. Les solutions du modèle avec ces deux approches sont détaillées et comparées avec les résultats expérimentaux. Les essais d'écaillage sont également reproduits par simulations numériques avec le modèle Denoual-Forquin-Hild. Nous observons que l'estimation d'une densité de défauts critiques basée sur la distribution de taille réelle des porosités permettrait une prédiction plus précise pour un plus large intervalle de vitesse de déformation que l'utilisation d'une distribution statistique basée sur le modèle de Weibull. Les résultats des simulations numériques sont en très bon accord avec les observations expérimentales, validant ainsi le rôle prépondérant des porosités dans l'amorçage de la fragmentation dans la glace poreuse. Ces résultats mettent en évidence l'importance de considérer la microstructure (et en particulier la porosité) ainsi que les spécificités de la résistance en traction dynamique comme des ingrédients essentiels de la modélisation de l'impact de grêle sur les structures
Hailstone impacts are a serious threat for the aeronautic field and can cause significant damages to a structure. Developing an accurate modelling of the mechanical response of ice when subjected to an impact is required to design robust structures protecting against ice impacts. Nevertheless, most of the constitutive models describing the behavior of ice under impact loadings are based on elasto-viscoplastic approaches with a scope limited to specific impact conditions. These models usually underestimate the role played by the ice dynamic tensile behavior, while the fragmentation properties of brittle-like materials have been shown to be strongly strain-rate and microstructure dependent. Moreover, the microstructure effect is systematically neglected in these models. These approximations are mostly due to a lack of knowledge about the parameters controlling the fragmentation mechanisms induced in ice. In a hailstone, the presence of pores in the microstructure is one of the most critical defect succeptible to initiate the fragmentation. Thus, this study aims to investigate the link between the ice porosity, induce damage mecanisms and the ice mechanical response to dynamic tensile loadings.To do so, highly instrumented spalling tests were conducted on isotropic polycrystalline ice samples with different levels of porosity. The spalling tests allowed to provide the first robust and reproducible set of data for the dynamic tensile strength of ice. Tensile strength and crack density are shown to increase with strain-rate unlike the results observed in the literature for quasi-static loadings. A tensile strength decreases with increasing porosity is also observed. We assumed that the critical stress level needed to trigger a crack from a porosity is a function of the porosity size in order to take into account this porosity effect.In parallel with the experimental tests, the Denoual-Forquin-Hild anisotropic damage model was used to predict the dynamic tensile behavior of ice. The density of critical defects (an input parameter) is determined from two different approaches. In the first one, the distribution of critical defects is considered to be a power law of the applied tensile stress, by applying the so-called Weibull model on bending test results. The second approach is based on extracting from micro-computed X-rays analysis the true porosity size distributions of ice samples. The theory of the linear elastic fracture mechanics is used as a failure criterion to convert the porosity size into a critical stress of activation. The solutions of both approaches are detailed and compared with the experimental results. Numerical simulations of spalling tests are also conducted using the Denoual-Forquin-Hild model. We observe a more precise prediction on a larger strain-rate interval when the critical defect density considered is based on the true pore size distribution extracted from tomography rather than the statistical distribution provided by the Weibull model. The results of the numerical simulations are in excellent agreement with the experimental observations, thus corroborating the main effect of the pore populations on the fragmentation initiation in porous ice. These results highlight the need to consider both the ice microstructure (and especially the porosity) and its dynamic tensile behavior as essential factors to model the behavior of hailstones and properly predict their damage effect on structures upon impact

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Vigié, Héloïse. "Evolution microstructurale et comportement mécanique de l'alliage de titane beta21S après vieillissement sous air." Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0133.

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Abstract:

L’un des principaux enjeux des acteurs aéronautiques est l’allègement des structures afin de réduire la consommation de carburant et donc les coûts de fonctionnement. A cette fin, les alliages de titane sont de plus en plus utilisés du fait de leurs très bonnes propriétés mécaniques notamment à hautes températures, pour une densité relativement faible. C’est dans ce contexte que s’inscrivent les travaux de cette thèse. L’alliage étudié est le Ti-21S, utilisé actuellement dans la fabrication des systèmes d’éjection des gaz des moteurs d’avions. La problématique de la thèse est d’évaluer les potentialités du Ti-21S, au-delà des limites conventionnelles. Pour cela, des vieillissements thermiques sous air à différentes températures (450°C - 700°C) pendant diverses durées (500h - 10000h) sont réalisés. La microstructure avant et après vieillissement est caractérisée afin de déterminer l’impact du vieillissement thermique. Ces observations montrent que les évolutions microstructurales sont directement liées à la température de vieillissement, et l’impact de la durée de vieillissement n’est pas identique pour toutes les températures de vieillissement. L’enjeu suivant de cette thèse est d’étudier le comportement mécanique en traction et en fatigue à température ambiante et à 550°C après vieillissement. Le comportement mécanique en traction est très dépendant des conditions de traitement thermique, et de ce fait de la microstructure de l’alliage. De plus, les comportements mécaniques sont également très dépendants de la température d’essai. Un autre enjeu est la compréhension des phénomènes d’oxydation sur cette plage de températures de vieillissement. La diffusion de l’oxygène dans le matériau entraîne des modifications microstructurales en proche surface, et impacte fortement la tenue mécanique de l’alliage en fragilisant le matériau. Un lien entre paramètres microstructuraux et teneur en oxygène a été mis en évidence. De même, la résistance mécanique en traction a été reliée à la microstructure
One of the main issues of the aeronautic industry is to decrease the weight of structures in order to reduce fuel consumption. Titanium alloys are more and more used due to their good mechanical properties at high temperatures, with a low density. Ti-21S, currently used in the manufacturing of nozzles, was investigated. The aim of this work is to study the potential of this alloy beyond conventional limits. Thermal treatments on air are carried out at different temperatures (450°C - 700°C) for various durations (500h - 10000h). The microstructure is characterized before and after aging in order to determine the impact of aging thermal. The observations show that microstructural evolutions are related to aging temperature, and impact of time aging is not the same for all temperatures. Another aim is to study the mechanical behavior with tensile and fatigue tests at room temperature and 550°C after aging. Mechanical tensile behavior depends on the aging temperature and the microstructure of the alloy. Moreover, mechanical behavior depends on test temperature. Another issue is the understanding of oxidation phenomena over the range of temperatures, and to determine the effects of oxidation on both microstructure and mechanical behavior. The diffusion of oxygen in the material leads to the microstructural evolution near the surface, and impacts mechanical strength by weakening the material. A link between microstructure and oxygen content is demonstrated. Similarly, the tensile strength is connected to microstructure

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Masmoudi, Sahir. "Comportement mécanique et caractérisation par implant piézoélectrique ultrasonore intégré d'un matériau composite." Phd thesis, Université du Maine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00955508.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur le contrôle de santé intégré par émission acoustique desmatériaux composites stratifiés et sandwichs. Le capteur d'EA est d'une part implanté dans lamasse du matériau et d'autre part collé à la surface de ce dernier. Une première étude estconsacrée à l'étude de l'influence de l'implant piézoélectrique dans le volume du matériau surle comportement et les caractéristiques mécaniques en statiques, en fatigue cyclique et enfluage sous sollicitations en traction et en flexion. Les signaux d'émission acoustique sontcollectés au cours des essais sur les différents matériaux. Les mécanismes d'endommagementde chaque matériau sont identifiés et caractérisés en utilisant une analyse multiparamétrique(k-moyennes) des signaux collectés. La dynamique de chaque mécanisme est suivie jusqu'à larupture permettant de discriminer les mécanismes les plus critiques conduisant à la rupture dumatériau. Une étude comparative des signaux d'EA entre matériau instrumenté en surface etcelui instrumenté en volume avec insertion d'élément piézoélectrique est également menée.Elle a montré que les matériaux avec capteurs intégrés sont plus sensibles à l'émissionacoustique, améliorant ainsi l'identification des mécanismes d'endommagement et le contrôlede santé intégré des matériaux composites étudiés. Enfin, la dernière partie du travail a étéconsacrée à l'étude de l'influence de l'intégration de plusieurs capteurs dans des structures encomposites stratifiés et sandwichs. L'analyse des résultats expérimentaux et l'observation dessignaux d'EA obtenus dans ces structures soumises à différentes sollicitations ont permis dedéfinir les principaux signatures acoustiques des différents modes d'endommagementprépondérants dans chaque type de structure. La localisation des sources d'endommagement amis en évidence que les événements acoustiques sont apparus loin des positions des capteursintégrés. De point de vue comparaison entre matériau instrumenté et matériau noninstrumenté, l'activité acoustique montre clairement l'avantage de l'intégration del'instrumentation au sein du composite. Cet avantage réside dans le fait de la détectionexpérimentale des modes d'endommagement précoces et leur chronologie d'apparition,faisant ainsi révéler les performances du composite instrumenté vis-à-vis à sa réponse enversl'initiation, la propagation et l'accumulation des défauts microscopiques.

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Coeffier, Claude. "Étude de la commande de traction dans les entrainements de bande de métal." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://www.theses.fr/1992INPL061N.

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Abstract:

Le présent travail concerne la modélisation et la commande d'un système multivariable de grandes dimensions: le comportement en traction dans une bande de métal transportée au travers d'un four vertical de recuit. Dans une première partie, un modèle de connaissance du procédé est construit. L'application des techniques de perturbations singulières permet d'élaborer des expressions analytiques simples des gains et des pôles du système en fonction de ses paramètres physiques. Elle permet également d'expliquer des propriétés liées aux conditions aux limites. Dans la seconde partie du travail, une identification du système est mise en œuvre dans le but de valider le modèle de connaissance et d'estimer certains de ses paramètres méconnus. Un problème important est alors posé: comment identifier le procédé multivariable étudié dans le but de valider le modèle de connaissance proposé? Nous présentons notre démarche et l'expérience acquise sur ce système physique. Dans la dernière partie de ce mémoire, l'algorithme que nous avons développé, réalisant un calcul optimal de la régulation implantée sur site (une régulation proportionnelle-intégrale cascade) est présente. Son application au procédé réel est exposé

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Mehazzem, Fateh. "Contribution à la commande d'un moteur asynchrone destiné à la traction électrique." Phd thesis, Université Paris-Est, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00597698.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse a pour objectif d'apporter une contribution aux méthodes de commande et d'observation des machines asynchrones destinées à la traction électrique. Dans ce contexte, plusieurs algorithmes ont été développés et implémentés. Après une présentation rapide de la commande vectorielle classique, de nouvelles approches de commande non linéaire sont proposées : il s'agit plus précisément de la commande backstepping classique et sa variante avec action intégrale. Une deuxième partie est consacrée à l'observation et à l'estimation des paramètres et des états de la machine, basée sur des structures MRAS-modes glissants d'une part et sur des structures de filtrage synchrone d'autre part. Une analyse détaillée du problème de fonctionnement à basse vitesse nous a conduit à proposer une solution originale dans le cadre d'une commande sans capteur mécanique. Le problème de la dégradation du couple en survitesse a été traité par un algorithme de défluxage basé sur la conception d'un contrôleur de tension. Enfin, nous avons proposé un algorithme d'optimisation afin de minimiser les pertes dans l'ensemble Onduleur-Machine

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Dissertations / Theses on the topic 'Traction mécanique'

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