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Dissertations / Theses on the topic 'Vibration continue'
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Le, Thien-Phu. "Auscultation dynamique des structures à l'aide de l'analyse continue en ondelettes." Marne-la-vallée, ENPC, 2003. http://www.theses.fr/2003ENPC0023.
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2
Le, Tien-Phu. "Auscultation dynamique des structures à l'aide de l'analyse continue en ondelettes." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2003. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000640.
Full textAbstract:
On étudie l'application de l'analyse continue en ondelettes à l'auscultation dynamique des structures à partir des réponses transitoires sous excitations imparfaitement connues (choc, ambiante...). L'outil numérique de la transformation continue en ondelettes est établi. Il est fondé sur l'ondelette mère (Morlet ou Cauchy) et sur un paramètre la caractérisant: le facteur Q de qualité du filtre. Il permet d'extraire les amplitudes et les fréquences instantanées contenues dans le signal. Un domaine du plan temps-fréquence où l'effet de bords est négligeable, et un encadrement de Q sont déterminés. Le traitement du signal réel modulé en amplitude et en fréquence par l'outil proposé facilite l'identification modale des structures (linéaires et non-linéaires) et permet une amélioration de la méthode impact-écho. Une procédure adaptée à chaque application est détaillée. Les résultats obtenus à partir des tests numériques et réels montrent l'efficacité de la méthode.
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Patlolla, Kiran Kumar. "Free vibration analysis: comparison between continuum mechanics and molecular mechanics models a thesis presented to the faculty of the Graduate School, Tennessee Technological University /." Click to access online, 2009. http://proquest.umi.com/pqdweb?index=0&did=1786737281&SrchMode=1&sid=2&Fmt=6&VInst=PROD&VType=PQD&RQT=309&VName=PQD&TS=1268928551&clientId=28564.
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4
Wu, Xionghua. "Vibration of Planetary Gears Having an Elastic Continuum Ring Gear." The Ohio State University, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1276524893.
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5
Subramaniam, Hari. "VIBRATION ANALYSIS OF CARBON NANOTUBE USING CONTINUUM MODEL AND FINITE ELEMENT MODEL." Master's thesis, University of Central Florida, 2005. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/2268.
Full textAbstract:
The main objective of the thesis is to propose the methods of determining vibration behavior of carbon nanotubes (CNTs) using continuum models and finite element models. Secondary objective is to find the effect of van der Waals force on vibration of multiwalled carbon nanotubes . The study of vibration behavior of CNTs is important because of their potential engineering applications such as nano-mechanical resonators and tips of scanning probe instruments where they are subjected to mechanical vibrations. Continuum modeling is based on an elastic beam model. The interlayer van der Waals interactions are represented by Lennard-Jones potential. In finite element modeling, single walled nanotubes (SWNTs) are modeled as finite beam elements and multi-walled nanotubes (MWNTs) as finite solid elements. The interlayer van der Waals interactions are simulated by distributed springs. The proposed finite element approach and continuum approach for vibration analysis of CNTs are verified by comparing the results with experimental and analytical results available in the literature. The results from both continuum and finite element modeling show that the effect of van der Waals force on vibration of MWNTs are high for smaller aspect ratios irrespective of boundary conditions and number of layers; fixed nanotube than cantilever nanotube for the same dimensions ; five-walled nanotube than a double walled nanotube for the same aspect ratio.M.S.
Department of Mechanical, Materials and Aerospace Engineering;
Engineering and Computer Science
Mechanical Engineering
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Lorée, Hugo. "Élastographie impulsionnelle : étude des artefacts et développement d’une méthode de guidage par ondes élastiques monochromatiques." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS446.
Full textAbstract:
La fibrose hépatique est une maladie chronique du foie en constante augmentation dans les pays industrialisés. Le degré de fibrose présente la particularité d’être directement corrélé à l’élasticité du foie. En quantifiant l’élasticité des tissus de manière non invasive, l’élastographie impulsionnelle fournit au praticien un outil de diagnostic majeur des maladies chroniques du foie. Couramment utilisée dans les services d’hépatologie, elle consiste à générer, à l’aide d’une sonde ultrasonore mono élément, une vibration impulsionnelle à la surface de la peau, qui va se propager dans les tissus sous forme d’une onde de cisaillement. Sa propagation est suivie en temps réel par ultrasons. Pour obtenir une mesure d’élasticité hépatique fiable, l’opérateur doit placer la sonde en regard d’une zone homogène du foie. Cette phase de localisation peut s’avérer difficile suivant l’expérience de l’opérateur, ou encore notamment lors de la mesure de patients obèses massifs.Deux axes majeurs ont été explorés au cours de cette thèse, d’une part pour améliorer l’applicabilité de l’examen sur patients obèses massifs, et d’autre part pour faciliter la localisation d’une zone de mesure optimale. Dans un premier temps, une étude des artefacts perturbant l’estimation de l’élasticité a été conduite sur simulations et in vitro. Ses résultats ont permis une meilleure compréhension de l’influence des artefacts les plus courants en élastographie impulsionnelle. Les résultats ont également conduit au développement de prototypes adaptés à la mesure du foie des patients obèses massifs. Dans un second temps, un outil de localisation a été développé pour aider l’opérateur à repérer une zone de mesure optimale. Enfin, les prototypes de sonde ainsi que la nouvelle méthode de localisation ont été testées dans le cadre d’un protocole clinique conduit à l’hôpital la Pitié-Salpêtrière sur des patients obèses massifsThe incidence of chronic liver diseases, and particularly liver fibrosis, is constantly growing in industrialized countries. Liver stiffness, which is a good surrogate marker to stage liver fibrosis, can be estimated noninvasively through transient elastography. This technique thus provides an important diagnosis tool to the specialists. Commonly used in hepatology, it consists in using a mono element ultrasound probe to generate a transient pulse at the surface of the skin that will propagate within the liver as a shear wave. Its propagation is tracked in real time using ultrafast ultrasound pulses. In order to obtain a reliable liver stiffness estimation, the probe has to be placed in front of a homogeneous region of the liver. This localization phase may be difficult depending on the experience of the operator, and the morphology of the patient, with obese patients being particularly difficult to measure.In this thesis, a first axis of research was dedicated to improve the applicability of transient elastography on massively obese patients. A second focus of research aimed at facilitating the localization of an optimal measurement window. First, the artefacts disturbing the stiffness estimation were studied through simulations and in vitro studies. It led to a better understanding of the influence of the most common artifacts in transient elastography and to the manufacturing of probe prototypes adapted to measuring massively obese patients. Secondly, a liver localization tool has been developed in order to help the operator detect an optimal measurement window. Lastly, the probe prototypes as well as the liver localization tool were tested on massively obese patients during a clinical trial carried out at the hospital la Pitié-Salpêtrière
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Ricci, Laurent. "Modélisations discrètes et continues des voies ferrées ballastées." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2006. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003422.
Full textAbstract:
Devant la dégradation plus rapide que prévue des voies ferrées ballastées aux grandes vitesses, la SNCF a engagé des recherches en collaboration avec le LCPC. L'objectif était de pouvoir indiquer, en fonction de la vitesse et de la nature du sol, le tassement associé de la voie ferrée ballastée. Le travail s'est déroulé en deux parties : la première ([ALSHAER 2005]), consistait à rechercher une loi de tassement expérimentale en fonction de l'accélération présente dans la voie ; la seconde (notre thèse) avait pour but d'élaborer un modèle de voie dynamique permettant, en fonction de la vitesse et de la nature du sol, de donner la valeur de l'accélération verticale maximale. Nous avons développé des approches dynamiques d'abord semi-analytiques linéaires multi-couches, puis numériques non-linéaires (développements dans le code CESAR-LCPC). En comparant leurs résultats aux mesures expérimentales, on a pu sélectionner les lois de comportement adaptées, et un modèle de voie ferrée.
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Porfiri, Maurizio. "Performances of passive electric networks and piezoeletric transducers for beam vibration control." Toulon, 2005. http://www.theses.fr/2005TOUL0015.
Full textAbstract:
Cette thèse est concentrée sur le contrôle de vibration des poutres par l'utilisation des transducteurs piézoélectriques et des circuits électriques passifs. La première partie de cette étude traite de la modélisation et de l'analyse des poutres piézoélectriques segmentées. Un modèle unidimensionnel raffiné est dérivé et est validé par une installation expérimentale. Les propriétés modales sont étudiées avec quatre méthodes numériques. Un modèle homogénéisé des poutres piézoélectriques segmentées périodiques est dérivé en employant une convergence à deux échelles. La deuxième partie traite de l'analyse des performances de trois circuits passifs pour atténuer les vibrations structurales: le shuntage piézoélectrique, la ligne de transmission du deuxième ordre et la ligne de transmission du quatrième ordre. Les effets des incertitudes des paramètres électriques sur les performances du système sont analysés. Les prévisions théoriques sont validées par différents installations expérimentalesThis thesis is focused on beam vibration control using piezoelectric transducers and passive electric networks. The first part of this study deals with the modeling and the analysis of stepped piezoelectric beams. A refined one-dimensional model is derived and experimentally validated. The modal properties are determined with four numerical methods. A homogenized model of stepped periodic piezoelectric beams is derived by using two-scale convergence. The second part deals with the performance analysis of three passive circuits in damping structural vibrations: the piezoelectric shunting, the second order transmission line and the fourth order transmission line. The effects of uncertainties of the electric parameters on the system performances are analyzed. Theoretical predictions are validated through different experimental setups
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Ngwangwa, Harry Magadhlela. "Assessment of structural damage using operational time responses." Pretoria : [s.n.], 2004. http://upetd.up.ac.za/thesis/available/etd-01312006-141711.
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Najm, Désirée. "Quels capteurs de vibrations pour la surveillance de santé des structures mécaniques ?" Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1072/document.
Full textAbstract:
La thèse a pour objectif de définir les principes et les approches d’une mise en œuvre pratique des capteurs de vibrations pour l’évaluation dynamique des structures, notamment la détection d’endommagements. L’idée générale est d’étudier les combinaisons instrumentation/méthode de détection. Ainsi, une étude numérique de sensibilité de différentes méthodes de détection et de localisation d’endommagement utilisant les paramètres modaux (essentiellement fréquences propres et déformées modales) a été réalisée en fonction du type de capteur utilisé, du nombre de capteurs, de la sévérité du défaut et de la dispersion des paramètres modaux. Le cas d’application choisi est celui d’une poutre en aluminium bi-encastrée. Un panorama des capacités de chacune des méthodes pour l’évaluation dynamique des ouvrages a ainsi pu être dressé. Dans l’ensemble, l’application des méthodes de détection d’endommagement a fourni de meilleurs résultats à partir de jauges de longue base de mesure. Une méthode développée au sein de l’équipe Dynamique, appliquée numériquement et expérimentalement, a également permis de localiser un défaut de masse et/ou de rigidité ainsi que de quantifier ces changementsThe aim of the thesis is to define principles and approaches of a practical implementation of vibration sensors for dynamic monitoring of structures, specially damage detection. The general idea is to study the combinations instrumentation /detection method. Thus, a numerical sensitivity study of different damage detection and localization methods using modal parameters (mainly natural frequencies and mode shapes) was performed according to the type of sensor used, to the number of sensors, to the severity of the damage, and to dispersion of modal parameters. The case-study is conducted on an aluminium clamped-clamped beam. A panorama of the capacity of each method for dynamic assessment of structures has been presented. Overall, long base strain gauges provide better results for damage detection methods. A method developed in the Dynamic group applied to numerical and experimental data, is able to locate mass and/or flexural rigidity modifications and to quantify these perturbations
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Delattre, Frédéric. "Analyse des fonctions de transfert en moyenne et haute fréquence par lissage fréquentiel." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0042.
Full textAbstract:
Une nouvelle approche de la vibration des treillis de poutres, excités ponctuellement et sinusoïdalement est étudiée et développée dans le domaine des moyennes fréquences. La fonction de transfert est lissée dans une hypothèse de milieu semi-infini : négliger la propagation des ondes réfléchies dans les treillis supprime son comportement modal. La propagation des ondes directes introduit La notion de chemin structural direct entre excitation ponctuelle et le nœud de réponse. La moyenne géométrique s'avère être très étroitement liée au lissage effectué grâce à sa définition par le cepstre. Une méthodologie de lissage naturel fréquentiel de fonctions de transfert mesurées est proposée utilisant le cepstre comme opérateur de traitement des échosIn the analysis of sinus excited beam trusses, a new method in the medium and high frequency range is studied. The frequency function is smoothed by the use of semi-infinite media hypothesis : modal behaviour is forgotten thanks to the suppress of return waves in the truss; the direct wave propagation is kept according to the concept of direct structural paths from the excitation node to the response nod; geometric mean appears to be strictly linked to this frequency smoothing method through the filtering of the energy cepstra. A method of natural smoothing of measurement frequency functions is proposed by the use of the energy cepstra
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Salehian, Armaghan. "Micropolar Continuum Modeling of Large Space Structures with Flexible Joints and Thermal Effects: Theory and Experiment." Diss., Virginia Tech, 2008. http://hdl.handle.net/10919/26167.
Full textAbstract:
The presented work is intended to develop a geometrically reduced order (homogenized) model for a large antenna space structure with flexible joints. An energy equivalence concept is employed to find the continuum model for the system. The kinetic and strain energy expressions of the fundamental elements are found based on the assumptions of the micropolar elasticity theory. Necessary assumptions are made to reduce the order of the strain variables while retaining the effects of the micro-rotations that are coupled to the primary strain terms. As a result, a micropolar-based continuum model is found for the structure with torsional joints. The vibrations equations of motion for various coordinates of the one dimensional equivalent model are presented. Subsequently, the relations between the physical parameters of the distributed parameter model and the radar structure are introduced. The effect of the asymmetric mass distribution as a result of the addition of the radar panel to the truss system is studied. For the purpose of the experimental validation of the suggested model a planar truss structure with Pratt Girder configuration was built and tested in the laboratory. The results for the experimental frequency response functions are shown to be in good agreement with the theory. Finally, the continuum model is used to quantify the effects of the thermally induced disturbances on the satellite system during the eclipse transition.Ph. D.
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Malladi, Vijaya Venkata Narasimha Sriram. "Continual Traveling waves in Finite Structures: Theory, Simulations, and Experiments." Diss., Virginia Tech, 2016. http://hdl.handle.net/10919/81451.
Full textAbstract:
A mechanical wave is generated as a result of an external force interacting with the well-defined medium and it propagates through that medium transferring energy from one location to another. The ability to generate and control the motion of the mechanical waves through the finite medium opens up the opportunities for creating novel actuation mechanisms not possible before. However, any impedance to the path of these waves, especially in the form of finite boundaries, disperses this energy in the form of reflections. Therefore, it is impractical to achieve steady state traveling waves in finite structures without any reflections. In-spite of all these conditions, is it possible to generate waveforms that travel despite reflections at the boundaries? The work presented in this thesis develops a framework to answer this question by leveraging the dynamics of the finite structures without any active control.
Therefore, this work investigates how mechanical waves are developed in finite structures and identifies the factors that influence steady state wave characteristics. Theoretical and experimental analysis is conducted on 1D and 2D structures to realize different type of traveling waves. Owing to the robust characteristics of the piezo-ceramics (PZTs) in vibrational studies, we developed piezo-coupled structures to develop traveling waves through experiments.The results from this study provided the fundamental physics behind the generation of mechanical waves and their propagation through finite mediums. This research will consolidate the outcomes and develop a structural framework that will aid with the design of adaptable structural systems built for the purpose. The present work aims to generate and harness structural traveling waves for various applications.Ph. D.
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Fagan, Gary T. "An experimental investigation into active damage control systems using positive position feedback for AVC." Thesis, Virginia Tech, 1993. http://hdl.handle.net/10919/42624.
Full textAbstract:
This work discusses the use of Positive Position Feedback (PPF) for Active Vibration
Control as part of an Active Damage Control System (ADCS). Vibration control
increases the fatigue life of a structure and decreases the in-plane stresses that can
cause delamination in a composite. PPF is a collocated direct-output feedback control
method that increases the effective damping in a structure. A simply-supported
beam was used as the testbed which used strain gages as the sensing element and
piezoelectric ceramics as the actuator.
Initial investigations into sampled-data systems using PPF are presented. The issues addressed are: stability of the sampled system, the effects of the sampling rate on the system, and degradation from predicted analog performance. A digital design procedure for the tuning filters in the Z-plane is suggested if the sampling rate to be used is known. If the sampling rate varies significantly, to avoid redesigning the filters for each new sampling rate, they should be designed in the continuous-time and transformed to the Z-plane. The Tustin transformation was found to adequately map the poles and zeros of the compensator to the Z-plane for digital control.
Experimental implementation of PPF on a simply-supported beam resulted in vibration suppression of three modes with a S180 controller. The beam was subjected to both a single-frequency harmonic disturbance and a broadband harmonic disturbance. One, two, and three-mode controllers were designed with disturbance suppression up to 15dB achieved.
Master of Science
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Gur, Sourav, and Sourav Gur. "Atomistic to Continuum Multiscale and Multiphysics Simulation of NiTi Shape Memory Alloy." Diss., The University of Arizona, 2017. http://hdl.handle.net/10150/625589.
Full textAbstract:
Shape memory alloys (SMAs) are materials that show reversible, thermo-elastic, diffusionless, displacive (solid to solid) phase transformation, due to the application of temperature and/ or stress (/strain). Among different SMAs, NiTi is a popular one. NiTi shows reversible phase transformation, the shape memory effect (SME), where irreversible deformations are recovered upon heating, and superelasticity (SE), where large strains imposed at high enough temperatures are fully recovered. Phase transformation process in NiTi SMA is a very complex process that involves the competition between developed internal strain and phonon dispersion instability. In NiTi SMA, phase transformation occurs over a wide range of temperature and/ or stress (strain) which involves, evolution of different crystalline phases (cubic austenite i.e. B2, different monoclinic variant of martensite i.e. B19', and orthorhombic B19 or BCO structures). Further, it is observed from experimental and computational studies that the evolution kinetics and growth rate of different phases in NiTi SMA vary significantly over a wide spectrum of spatio-temporal scales, especially with length scales. At nano-meter length scale, phase transformation temperatures, critical transformation stress (or strain) and phase fraction evolution change significantly with sample or simulation cell size and grain size. Even, below a critical length scale, the phase transformation process stops. All these aspects make NiTi SMA very interesting to the science and engineering research community and in this context, the present focuses on the following aspects.
At first this study address the stability, evolution and growth kinetics of different phases (B2 and variants of B19'), at different length scales, starting from the atomic level and ending at the continuum macroscopic level. The effects of simulation cell size, grain size, and presence of free surface and grain boundary on the phase transformation process (transformation temperature, phase fraction evolution kinetics due to temperature) are also demonstrated herein. Next, to couple and transfer the statistical information of length scale dependent phase transformation process, multiscale/ multiphysics methods are used. Here, the computational difficulty from the fact that the representative governing equations (i.e. different sub-methods such as molecular dynamics simulations, phase field simulations and continuum level constitutive/ material models) are only valid or can be implemented over a range of spatiotemporal scales. Therefore, in the present study, a wavelet based multiscale coupling method is used, where simulation results (phase fraction evolution kinetics) from different sub-methods are linked via concurrent multiscale coupling fashion. Finally, these multiscale/ multiphysics simulation results are used to develop/ modify the macro/ continuum scale thermo-mechanical constitutive relations for NiTi SMA. Finally, the improved material model is used to model new devices, such as thermal diodes and smart dampers.
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Nguyen, Manh Cuong. "Elements continus de plaques et coques avec prise en compte du cisaillement transverse : application à l'interaction fluide-structure." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066466.
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INZARULFAISHAM, Abd Rahim, and Hideyuki AZEGAMI. "Solution to Shape Optimization Problem of Linear Elastic Continuum with Prescribed Vibrational Eigen-mode." 日本機械学会, 2001. http://hdl.handle.net/2237/12180.
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Bodgi, Joanna. "Synchronisation piétons-structure : Application aux vibrations des passerelles souples." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004784.
Full textAbstract:
L'étude des Oscillations latérales des passerelles souples dues à l'excitation piétonne suscite actuellement beaucoup d'intérêt dans la communauté scientifique. Les modèles de la littérature tentent de reproduire ce phénomène en mettant l'accent sur la synchronisation entre les piétons et la passerelle. Cependant, la majorité ne s'inscrit pas dans un cadre mathématique et/ou physique rigoureux et néglige l'étude du comportement des piétons. Nous présentons et élaborons ici un modèle continu foule-structure pour les oscillations latérales de la passerelle et le comportement de la foule avec une prise en compte rigoureuse de la synchronisation. Un développement analytique du modèle permet de déterminer certaines caractéristiques du phénomène, et un travail numérique poussé favorise son implémentation en limitant les erreurs numériques. L'application du modèle à des passerelles réelles permet de comprendre et de reproduire correctement leur comportement dans différentes situations.
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Nasser, Houssein Basseville Michèle. "Surveillance vibratoire de structures mécaniques sous contraintes thermiques." [S.l.] : [s.n.], 2006. ftp://ftp.irisa.fr/techreports/theses/2006/nasser.pdf.
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Cheikh, Mohammed. "Réanalyse de l'équilibre des structures : application à l'étude des assemblages collés et de l'endommagement des matériaux composites." Dijon, 1997. http://www.theses.fr/1997DIJOS079.
Full textAbstract:
Dans cette étude, nous proposons une généralisation de la méthode de réanalyse de l'équilibre des structures à la réanalyse de rigidité (géométrie et matériaux). Cette généralisation fait appel à des conditions mixtes, portant simultanément sur les efforts et les déplacements. Une application a l'endommagement decoule naturellement de cette methode et sera proposee. Cette méthode a pour avantage de donner une solution générale du système de l'équilibre, indépendamment des conditions aux limites. Du point de vue numérique, nous présentons également une méthode de résolution du système singulier par décomposition permettant d'éviter le calcul de l'inverse régularisée. Cette décomposition rejoint le concept de l'inverse partiel de Moore-Penrose. Elle permet un gain en temps de calcul et une simplicité de présentation. Elle facilite l'étude du comportement non linéaire des matériaux et notamment le cas de la variation de rigidité. La puissance de la méthode de réanalyse provient en partie de la facilité avec laquelle elle permet d'imposer des conditions cinématiques diverses. Avec l'extension proposée, toute loi mécanique pouvant s'exprimer directement ou indirectement par des conditions cinématiques ou mixtes peut être modélisée par cette méthode. Ce qui nous a permis de modéliser par exemple, des conditions portant sur le vecteur contraintes alors que cette méthode est basée sur les éléments finis en déplacements. Notre travail est divisé en deux parties : la première est consacrée à la réanalyse avec modification des conditions aux limites en chargements, en déplacements et en contraintes. La deuxième partie de cette étude est consacrée à la réanalyse de rigidité. Comme application, nous traitons le cas de l'endommagement des matériaux composites unidirectionnels.
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Nasser, Houssein. "Surveillance vibratoire de structures mécaniques sous contraintes thermiques." Rennes 1, 2006. http://www.theses.fr/2006REN1S099.
Full textAbstract:
Cette thèse traite du problème de la surveillance de structures sous contraintes thermiques. En général, ces contraintes masquent l'observation de l'endommagement. Deux objectifs ont été traités : la réalisation d'essais dynamique sous la perturbation thermique et la détection et/ou localisation d'endommagement. Cette thèse comporte deux parties, l'une algorithmique, l'autre appliquée. Dans la partie théorique, nous avons proposé trois approches de détection d'endommagement sous perturbation thermique en utilisant un test statistique du «Chi-Carré». L'idée générale est basée sur la construction d'un test sensible aux changements structuraux et insensible aux changements environnementaux. La première approche s'appuie sur la sensibilité modale par rapport à la température (ou par rapport à la contrainte thermique), en utilisant un test de minmax. La deuxième approche s'appuie sur l'obtention d'un modèle analytique pour mettre à jour les modes propres des systèmes sains sous la température actuelle. Cette procédure est proposée pour corriger la matrice d'observabilité et son sous-espace noyau à chaque nouveau changement de la température. La troisième approche s'appuie sur la fusion d'un ensemble d'enregistrements obtenus sous différents scénarios de température. Ces enregistrements doivent correspondre à l'état sain du modèle. Une matrice de Hankel a été estimée sur chacun de ces enregistrements. Le sous-espace noyau est obtenu directement par le noyau à gauche de la matrice de Hankel moyennée. Les trois méthodes ont été testées sur deux réalisations : un modèle simulé d'un pont simplifié, et une poutre double encastrée placée dans une chambre climatique. Deux modèles analytiques de la modélisation de la précontrainte thermique concernant les deux modèles d'application ont été obtenus. Des discussions autour des méthodes et des modèles d'application ont été faites. De plus, la localisation d'endommagement sur le modèle du pont simulé a été effectuée.
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McCaig, Clive. "Low-energy ion-atom collisions : 1) travelling molecular orbitals and vibrational translations factors and 2) autoionisation to two interacting continua." Thesis, Queen's University Belfast, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.268177.
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Nistea, Ioana Theodora. "Développement des techniques optiques et acoustiques de mesure de champs orientées vers la vibroacoustique." Phd thesis, INSA de Rouen, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00585533.
Full textAbstract:
L'utilisation des techniques de mesure optiques impose un choix, souvent difficile, entre la résolution temporelle et la résolution spatiale. L'interferométrie Speckle (IS) fournit des mesures des champs d'amplitudes de vibration de grande résolution spatiale, mais la résolution temporelle des mesures est réduite par les cadences d'acquisition des détecteurs. La thèse est dédiée au développement d'un système interférométrique adapté à la mesure des vibrations et des phénomènes dynamiques des structures, basé sur les principes de l'IS, mais ayant une résolution temporelle accrue. Le système a été testé à des cadences de plus de 26000 images/s pour les cas suivants : sollicitation harmonique mono-fréquence ou par une forme d'onde arbitraire ; sollicitation dynamique par une séquence d'échelons de force ; choc mécanique. Les essais ont démontré que le système est capable de dépasser les systèmes classiques d'IS à laser continu en ce qui concerne la mesure des phénomènes dynamiques.
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Daoud, Atef. "Etude expérimentale de la liaison entre l'acier et le béton autoplaçant : contribution à la modélisation numérique de l'interface." Toulouse, INSA, 2003. http://www.theses.fr/2003ISAT0011.
Full textAbstract:
Le travail décrit dans le présent mémoire est une contribution à l'étude de la liaison entre l'acier et le béton autoplaçant (BAP). Le changement de composition et surtout de mise en œuvre de ce type de béton sont des raisons suffisantes pour s'interroger sur la qualité de l'interface armature/béton. En effet, l'absence de vibration, l'utilisation de nombreux adjuvants et l'incorporation d'additions minérales ont une influence non négligeable sur la liaison acier-béton. C'est ce qu'a révélé l'étude bibliographique relative au béton autoplaçant. L'étude de la liaison acier-béton autoplaçant a été menée à partir d'essais d'arrachement (RILEM) et d'essais tirants avec pour objectif de quantifier l'influence des paramètres constitutifs de la liaison sur l'adhérence et la fissuration des bétons autoplaçants et détecter éventuellement les différences de comportement avec le béton vibré. Il a été établi que l'adhérence et la fissuration des bétons autoplaçants et des bétons vibrés sont régis par les mêmes phénomènes physiques. Cependant, il convient de noter la sensibilité du BAP à l'absence de rugosité. Une étude de l'arrangement géométrique des grains autour de la barre, conduite par analyse d'image et analyse linéaire, semble établir une corrélation satisfaisante entre la résistance à l'arrachement et la qualité (isotropie) de l'arrangement. Cette étude a permis, également, de montrer l'existence d'une couche fine de béton pauvre en gros granulats autour de la barre, dans le cas du béton autoplaçant. Cette couche est pratiquement inexistante dans le cas du béton vibré; ceci peut être à l'origine de la sensibilité du BAP à l'absence de rugosité. Une contribution à la modélisation numérique de l'interface acier-béton a été développée. Le modèle proposé consiste en une loi d'interface couplée avec un modèle d'endommagement du béton. Il a été montré que ce modèle permet de décrire correctement le transfert de contrainte entre l'acier et le béton et d'observer le développement de la fissuration d'une membrure tendue. C'est ce qu'attestent les résultats de la simulation de deux cas de base, essai d'arrachement et essai tirant, pour les armatures lisses et à haute adhérenceThis research work is a contribution to the study of the connection between steel and self-compacting concrete (SCC). The change of proportioning and the casting of the concrete without vibration are two sufficient reasons to wonder about the quality of the connection steel-SCC. Indeed, the bibliographical study has shown that the absence of vibration, the use of admixtures, the incorporation of mineral additions have an incidence on the steel-concrete interface. The experimental study has been carried out by means of pull-out and reinforced concrete ties tests. The objectives were to quantify the influence of the intrinsic parameters of the connection on the anchorage and the cracking behaviour of self-compacting concrete, allowing a comparison with the known performances of the vibrated concrete. It has been shown that self-compacting concrete and vibrated concrete present identical performances in terms of bond strength and cracking behaviour. However, SCC seems to be more sensitive to bar roughness than vibrated concrete. A study of the aggregate distribution around the bar, given by image analysis, provides a satisfactory relationship between bond strength and the distribution isotropy. This study has shown that, in the case of SCC, the concrete layer located around the bar has a weak aggregate proportion. This layer is not observed in the case of vibrated concrete, which can explain the sensitivity of SCC to bar roughness. A numerical contribution to the interface modelling has been proposed. The present model consists on a bond-slip law associated with a concrete damage model. It has been shown that the model describes accurately the stress transfer between steel and concrete and allows to observe the cracking growth
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Ben, Ammar Imen. "Contrôle de santé vibro-acoustique de l'endommagement des matériaux composites à base polymère pour l'aéronautique." Thesis, Le Mans, 2014. http://www.theses.fr/2014LEMA1014/document.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objet d’étudier le comportement mécanique en statique, en fatigue, en vibration linéaire et non linéaire et d’évaluer et suivre les mécanismes endommagement par émission acoustique des matériaux composites stratifiés et sandwichs. Deux grandes familles de matériaux composites ont été considérées dans ce travail: a) descomposites stratifiés constitués de fibres de carbone, fibres hybrides (verre/carbone) et fibres de verre avec différentes séquences d’empilement associées à une résine époxyde, b) des matériaux sandwichs constitués de peaux en stratifiés à fibres de verre/résine époxyde et d'une âme en mousse PVC de différentes densités. La mise en oeuvre de l’ensemble de ces matériaux est réalisée au laboratoire (LAUM).Les composites stratifiés ont été caractérisés en sollicitations de traction et de flambement en statique et en fatigue. Au cours de ces essais, les signaux d’émission acoustique sont collectés dans les différents matériaux. Les mécanismes d’endommagement de chaque matériau sont identifiés, caractérisés et suivis en utilisant une analyse multivariable(méthode de coalescence floue) des signaux collectés. L’analyse des résultats obtenus a permis de mettre en évidence l’effet du type de renfort, la séquence d’empilement et de l’épaisseur des couches à 90° sur le comportement mécanique et sur la dynamique de chaque mécanisme d’endommagement jusqu’à la rupture des différents stratifiés. Une analyseexpérimentale du comportement dynamique des composites stratifiés de différents renforts fibreux et différentes orientations des plis a été menée dans le cas de vibration en flexion. La réponse à une excitation par pot vibrant a été établie et les fréquences de résonance et les amortissements ont été déduits et comparés dans différents composites.Ensuite, une étude détaillée est menée pour caractériser le comportement mécanique en statique et en fatigue cyclique des matériaux sandwichs avec une âme de différentes densités.Les essais ont été conduits en flexion 4-points sur des poutres de ces matériaux. L’analyse des résultats et l’observation des signaux d’EA obtenus dans ces structures ont permis de définir les principales signatures acoustiques des différents modes d’endommagement prépondérants dans les peaux et dans l’âme du matériau sandwich. Une étude de comportement vibratoire linéaire des composites sandwichs aux états sains a été menée en flexion.Enfin, une étude du comportement mécanique en statique, en fatigue cyclique, en vibration linéaire et non linéaire des matériaux sandwichs endommagés par des fissures de type cisaillement dans l’âme a été menée. Les caractéristiques statiques sont déterminées en fonction de la densité de fissuration. En fatigue, la rigidité, l’énergie dissipée, l’amortissement et la durée de vie sont évalués à partir des données expérimentales en fonction de la densité defissures et du nombre de cycles. Ensuite, une étude expérimentale du comportement vibratoire linéaire et non-linéaire des composites sandwichs endommagés a été menée. Elle a permis de mesurer les fréquences propres et les amortissements de ces matériaux autour de chaque pic de résonance en fonction de la densité de fissuration. Enfin, la méthode de vibration non linéaire a été appliquée pour caractériser le comportement des matériaux sandwichsendommagés par fissuration. Les paramètres non linéaires relatifs au décalage fréquentiel et à l’amortissement sont mesurés en faisant varier l’amplitude d’excitation et sont comparés aux paramètres linéairesThe present study investigates the mechanical behavior under static, fatigue, linear and non linear vibration and assesses damage by the acoustic emission method of laminated composite materials (tensile and buckling) and of sandwich composite materials (4 points bending)
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Denaux, Matthieu. "Simulation numérique de la criticité à amorçage de fissure de fretting induit par un chargement vibratoire : Application aux liaisons pale/disque de turbomachine." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSEI012.
Full textAbstract:
Le fretting est un endommagement induit par le glissement cyclique à très faible amplitude de deux corps en contact. Il se caractérise par un amorçage d’une fissure en surface, qui peut ensuite propager, menant ainsi à la rupture. Le fretting est présent dans de nombreux secteurs industriels où il constitue un critère de résistance à la fatigue plus ou moins sévère. Ce mémoire s’intéresse aux fissures de fretting qui apparaissent dans une liaison entre pale et disque d’une turbomachine. La sollicitation cyclique de contact est dans ce cas le fruit de la combinaison d’un chargement statique à un chargement vibratoire à très haute fréquence (quelques milliers de Hertz). Pouvoir estimer la durée de vie de la liaison sous un tel chargement est indispensable pour la sécurité des vols. La méconnaissance de certains paramètres d’entrée, la non-proportionnalité du chargement ainsi que les fortes concentrations de contraintes mises en jeu, sont autant de verrous techniques à la modélisation. Ce mémoire de thèse propose une méthode numérique permettant le calcul d’une criticité à amorçage de fretting sous sollicitation vibratoire. Le modèle se décompose en une première phase de calcul des contraintes et déformations cycliques par éléments finis, suivie d’une seconde qui consiste à post-traiter les résultats avec le critère de Dang Van. Le modèle est développé grâce au support d’un banc d’essai innovant qui permet de reproduire les chargements subis par un contact d’une liaison pale/disque. Une utilisation intensive du processus de calcul mis au point permet de tirer des conclusions et de mieux comprendre les phénomènes mis en jeu dans ce type d’endommagement. Une confrontation des différentes études numériques réalisées permet de comparer la représentativité des moyens expérimentaux par rapport aux configurations moteurs réellesFretting is a damage induced by small cyclic slip of two bodies in contact. It is characterized by surface crack initiation, which can then propagate, thus leading to failure. Fretting is present in many industrial environments where it is a more or less severe resistance criterion. This work focuses on the fretting cracks that appear in blade/disk roots of turboshaft engines. In this case, the cyclic contact loading is the result of the combination of a static loading and a high frequency vibratory loading (some thousands of Hertz). Being able to estimate the lifetime of the root under such a solicitation is essential for flight safety. The lack of knowledge of certain input parameters, the non-proportionality of the solicitation as well as the high stress gradient involved, make this phenomenon difficult to predict. This work proposes a numerical method allowing the computation of a fretting crack initiation criterion. First, stresses and deformations fields are computed with finite element method. Then, the post-processing of the fields is done woth Dang Van criterion. The model is developed with the support of an innovative test bench which makes it possible to reproduce the loadings sustained by a a blade/disk root. An intensive use of the computation process developed makes it possible to draw conclusions and provides better understanding of the phenomenon involved in this type of damage. The different numerical studies carried out make it possible to compare the representativeness of the experimental means with respect to the actual engine configurations
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Tounsi, Chakroun Douha. "Formulation et mise en oeuvre d'un élément continu de coque axisymétrique raidie." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2015. http://www.theses.fr/2015ECAP0005/document.
Full textAbstract:
Cette thèse se focalise sur le développement d’un élément continu de coque axisymétrique raidie de type Reissner/Mindlin. La démarche consiste à utiliser les éléments de coques axisymétriques développés aux LISMMA pour lesquels une méthode de prise en compte de chargements repartis a été définie. L'introduction des raidisseurs longitudinaux est menée à partir d'éléments de poutres droites couplés à la coque. L'introduction des raidisseurs circonférentiels nécessite quant à elle le développement d'éléments de poutres circulaires selon une formulation analogue à celle des coques axisymétriques. Cette formulation appelée méthode des éléments continus est basée,entre autre, sur le développement en série de Fourier des champs inconnus selon la dimension circonférentielle et sur la détermination de la matrice de rigidité dynamique de la structure étudiée.Deux configurations de couplage ont été envisagées: Le couplage de coques axisymétriques avec des éléments d'anneaux circulaires de Timoshenko agissant comme raidisseurs circonférentiels puis avec des poutres droites de Timoshenko agissant comme raidisseurs longitudinaux. Des analyses harmoniques sont ensuite menées de manière à valider les formulations présentées par comparaison avec les résultats issus de modélisations éléments finisThis thesis focuses on the development of a continuous stiffened axisymmetric shell element of type Reissner/Mindlin. The approach consist in using the axisymmetric shell element developed in LISMMA for which distributed loads were applied on it.The introduction of longitudinal stiffeners is achieved by using a straight beam element coupled to the shell. The introduction of circumferential stiffeners requires the development of circular beam element according to a formulation similar to that used for the axisymmetric shell.In fact, this continuous element method is based on the development of the unknown fields on the Fourier series according to the circumferential dimensions and on the determination of the dynamic stiffness matrix of the studied structure.Two coupling configuration were considered: First of all the coupling of axisymmetric shell with circular Timoshenko beam element acting as circumferential stiffeners, then with straight Timoshenko beam element acting as longitudinal stiffener. Harmonic analyzes are conducted in order to validate the formulations presented in comparison with the results obtained from finite element model
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Tao, Hua. "Développement de la fatigue vibratoire : application aux alliages de titane et d'aluminium aux températures cryogéniques." Paris, CNAM, 1996. http://www.theses.fr/1996CNAM0241.
Full textAbstract:
La présente recherche porte sur l'étude de l'endurance des alliages de Titane, TA6V PQ et Ti-6246, et des alliages d'Aluminium, AL-Li 8090-T851 et 2219-T852, en fatigue vibratoire cryogénique. Trois machines sont développées afin de réaliser des essais de fatigue à très haute fréquence, f=20kHz, aux températures cryogéniques avec un rapport de charge R variable. Les résultats obtenus confirment qu'aux températures cryogéniques, la résistance à la fatigue augmente avec l'abaissement de température, mais nos études à très grand nombre de cycles ont montré pour la première fois qu'il n'existe pas une asymptote horizontale sur la courbe de Wöhler mais seulement un seuil ; il n'y a pas d'influence évidente du fluide de refroidissement et de la fréquence ; le mécanisme de l'amorçage des fissures est principalement interne ; la microstructure a une influence importante sur l'amorçage donc sur l'endurance des alliages de titane. L'amorçage des éprouvettes du TA6V àR =0. 1 est en forme de microfissuresThe present study deals on the fatigue endurance of the titanium alloys, TA6VPQ and Ti-6246, and of the aluminium alloys AL-Li 8090-T851 et 2219-T852, in cryogenic ultrasonic fatigue. Three machines are developed for the realization of the experiments at very frequency, f=20 kHz, at cryogenic temperatures with a variable load ratio R. The obtained results confirm tha at cryogenic temperaturess, the fatigue strength increases with a decrease of the temperature, but our study on the very high cycle fatigue shows as the first time that there is not a horizontal asymptote on he Wöhler curve but only a threshold ; there is not evident influence on the freezing fluid and of the frequency ; the nucleation mechanism of fatigue crals is principally subsurface initiation ; the microstructure has a important influence on the crack nuclation and the on the fatigue endurance of titanium alloys. The crack nucleation in the specimens of TA6V at R=0. 1, is the form of multimicrocraks
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Guedj, Annie. "Oxydation photo-assistee du silicium par laser au co2 continu et contribution a l'etude des couches de silice obtenues." Toulouse, INSA, 1987. http://www.theses.fr/1987ISAT0011.
Full textAbstract:
Les caracteristiques de "l'oxyde laser" obtenu sont etudiees: 1)grace au controle de temperature par pyrometrie en ce qui concerne la cinetique de croissance. 2) a partir de mesures c(v) et i(v) en ce qui concerne les proprietes electriques. 3) par spectrometrie ir en ce qui concerne les proprietes physiques. Ces caracteristiques sont ensuite comparees a celles de l'oxyde thermique conventionnel. Enfin, par la realisation de transistors m. O. S. A "oxyde laser" (oxyde de grille), nous avons montre que ce mode d'oxydation assistee par laser peut etre utilise dans les technologies m. O. S.
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Ghorbel, Olfa. "Formulation et mise en oeuvre d’un élément continu de plaque sandwich et de plaque multicouche." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC020/document.
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Cette thèse traite du développement d’un élément continu de plaques orthotropes, sandwichs et multicouches. La démarche consiste dans un premier temps à établir la matrice de raideur dynamique de plaques orthotropes pour des conditions aux limites naturelles à partir d’une reformulation des éléments de plaques isotropes développés au laboratoire QUARTZ (EA7393). La démarche est basée d’une part sur la décomposition des conditions aux limites libres décrite par Gorman et d’autre part sur la résolution des équations de mouvement en se basant sur les développements en séries de Levy. La matrice de raideur dynamique est ensuite obtenue par projection des déplacements et des efforts de frontières sur des bases fonctionnelles compatibles avec les opérations d’assemblage. Dans un second temps, la formulation des éléments sandwichs et multicouches est décrite par superposition des plaques orthotropes précédemment développées.Les formulations présentées prennent en compte les vibrations de flexion et les vibrations dans le plan, dites vibrations de membrane. La validation de ces éléments est menée par une confrontation systématique de réponses harmoniques non amorties avec celles obtenues par diverses modélisations éléments finisThis thesis deals with the development of a continuous element for orthotropic, sandwich and multilayer plates. This approach is based essentially on the construction of the dynamic stiffness matrix of orthotropic plates using natural boundary conditions from a reformulation of the isotropic plate elements developed in the QUARTZ laboratory (EA 7393). In order to develop the dynamic stiffness matrix of the studied element we resort on the first hand to the decomposition of free boundary conditions described by Gorman, on the second hand to the resolution of the equations of motion by using Levy series expansions. The dynamic stiffness matrix is then obtained by projecting movements and frontier efforts on functional bases compatible with assembly operations. Finally the continuous sandwich and multilayer plate element is described by superposition of continuous orthotropic plates element previously developed.The formulations presented takes into account the bending vibration and the vibration in the plane, called membrane vibration. The validation of all obtained results is conducted by a systematic comparison of undamped harmonic responses with those obtained by various finite element models
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Bode, Yamini. "Vibration analysis of coupled coaxial carbon nanotube with damping in the presence of graphene sheet." University of Akron / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1533846556736521.
Full text
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Dupuy, Jean-Sébastien. "Identification des propriétés mécaniques de matériaux composites par analyse vibratoire." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00383234.
Full textAbstract:
Les performances mécaniques des matériaux composites dépendent non seulement des caractéristiques des charges et matrice utilisées,mais aussi de la qualité de l'interface entre constituants. Ainsi, une mauvaise adhésion interfaciale entraîne généralement une dégradation du comportement du composite, qui peut être assimilée à un endommagement global pour le matériau. Le but de cette étude est de proposer un moyen de caractérisation rapide de l'endommagement de matériaux à partir d'analyses mécaniques vibratoires. En effet, une mauvaise cohésion au sein du matériau peut conduire à des phénomènes de friction qui tendent à augmenter le niveau d'amortissement de sa réponse dynamique. Plusieurs techniques expérimentales, dont certaines reposent sur l'analyse des fréquences de résonance de la structure, sont présentées dans cette étude. Les propriétés viscoélastiques de matériaux composites particulaires à matrice polymère sont ainsi analysées. Certains paramètres d'élaboration de ces matériaux modèles ont été ajustés afin de créer des niveaux d'endommagement différents mais contrôlable. Les résultats obtenus, en particulier en ce qui concerne le facteur de perte, sont interprétés sur la base d'une comparaison avec des modèles analytiques simples d'homogénéisation.
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Shahdin, Amir. "Surveillance vibratoire de l'endommagement dû à l'impact sur poutres en matériaux composites stratifiés, sandwiches et matériaux enchevêtrés par variations des paramètres modaux." Toulouse, ISAE, 2009. http://www.theses.fr/2009ESAE0019.
Full textAbstract:
La Surveillance de la Santé des Structures (SSS) s'effectue par la mesure de réponses pertinentes sous sollicitations extérieurs. L'identification a pour but de détecter, de localiser et de quantifier ces défauts. La thèse porte sur les deux premiers niveaux de SSS, la détection et la localisation de dommage. Le but est d'étudier les effets d'impacts symétriques par variations des paramètres modaux en faisant un nombre important d'expériences. Une validation par recalage de modèles éléments finis est effectuée sur différents matériaux composites dédiés à l'aéronautique. Pour tous les spécimens (poutres), il a été observé que, avec l'accumulation de l'endommagement (impact), il y a une diminution de la fréquence propre (flexion) accompagnée par une augmentation du taux d'amortissement. Un aspect nouveau de cette thèse concerne la fabrication et les essais mécaniques (statique et dynamique) d'un matériau innovant (sandwich avec âme en fibre de carbones enchevêtrés) possédant des taux d'amortissements élevés ainsi qu'une meilleure résistance à l'impact. La modélisation par éléments finis (Samcef) est utilisée pour calculer la réponse dynamique de ces poutres. Ces modèles recalés permettent de donner un indicateur de taux de dégradation et peuvent servir d'outils diagnostic (et d'alarme) pour la surveillance de l'intégrité des structures. Une partie innovante de cette thèse concerne la localisation de l'endommagement et sa validation sur les poutres composites stratifiées par optimisation topologique (Nastran), en utilisant les paramètres modaux obtenus expérimentalement. Ainsi on estime avec succès les zones d'endommagement pour des défauts isolés.
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Bolaers, Fabrice. "Contribution à l'étude et au développement d'un système intégré de suivi de l'endommagement de composants mécaniques sur machines tournantes : application à la détermination de la durée de vie résiduelle des paliers à roulements dans le cadre d'une maintenance conditionnelle par analyse vibratoire : Thèse pour le doctorat en sciences spécialité Génie mécanique." Reims, 2002. http://www.theses.fr/2002REIMS024.
Full textAbstract:
La maintenance conditionnelle consiste à suivre à l'aide d'outils spécifiques le comportement des élément mécanique d'une machine. Parmi ces outils, l'analyse vibratoire permet de localiser des défauts. Il s'agit ensuite de prédire leur évolution afin d'envisager au mieux des périodes d'intervention. Cette prédiction est conditionné par la connaissance de la loi d'endommagement de l'élément mécanique concerné. Parmi les éléments des machines tournantes, le roulement est l'organe mécanique le plus sensible. Dans des conditions idéales de montage et d'utilisation, seule la dégradation due à la fatigue de roulement subsiste. Cette endommagement de fatigue engendre de la fissuration puis un écaillage. L'objectif de cette thèse est de détecter, de modéliser et de suivre, par analyse vibratoire, l'endommagement en fatigue des paliers à roulements. Dans ce but, une modélisation, est proposée et validée expérimentalement. Ensuite, une méthode de détection précoce des défauts d'écaillage est proposée. Finalement l'analyse vibratoire est utilisée pour recaler le modèle de croissance d'un écaillage ainsi que la durée de vie résiduelle du roulement.
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Yaich, Ahmed. "Analyse de l’endommagement par fatigue et optimisation fiabiliste des structures soumises à des vibrations aléatoires." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMIR05.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'analyse de l'endommagement par fatigue et optimisation fiabiliste des structures soumises à des vibrations aléatoires. Le but de l'optimisation fiabiliste est de trouver le compromis entre le coût et la fiabilité. Plusieurs méthodes, telles que la méthode hybride et la méthode OSF ont été développées. Ces méthodes ont été appliquées dans des cas statiques et certains cas dynamiques spécifiques. Dans la réalité les structures sont soumises à des vibrations aléatoires qui peuvent provoquer un endommagement par fatigue. Dans cette thèse on présente la stratégie numérique de calcul de l'endommagement par fatigue dans le domaine fréquentiel et on propose une extension des méthodes RBDO dans le cas des structures soumises à des vibrations aléatoires. Aussi, une méthode RHM est développée. Enfin,une application industrielle qui porte sur la modélisation de la partie mécanique du banc HALT est présentéThis thesis deals with the fatigue damage analysis and reliability-based design optimization (RBDO) of structures under random vibrations. The purpose of an RBDO method is to find the best compromise between cost and safety. Several methods, such as Hybrid method and OSF method have been developed. These methods have been applied in static cases and some specific dynamic cases. In fact, structures are subject to random vibrations which can cause a fatigue damage. In this thesis we present the strategy of calculation of the fatigue damage based on the Sines criterion in the frequency domain developed in our laboratory. Then, an extension of the RBDO methods in the case of structures subjected to random vibrations is proposed. Also, an RHM method is developed. Finally, we present an industrial application where we propose a model of the mechanical part of the HALT chamber
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Nistea, Ioana Theodora. "Développement des techniques optiques et acoustiques de mesure de champs orientées vers la vibroacoustique." Electronic Thesis or Diss., Rouen, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAM0025.
Full textAbstract:
L'utilisation des techniques de mesure optiques impose un choix, souvent difficile, entre la résolution temporelle et la résolution spatiale. L'interferométrie Speckle (IS) fournit des mesures des champs d'amplitudes de vibration de grande résolution spatiale, mais la résolution temporelle des mesures est réduite par les cadences d'acquisition des détecteurs. La thèse est dédiée au développement d'un système interférométrique adapté à la mesure des vibrations et des phénomènes dynamiques des structures, basé sur les principes de l'IS, mais ayant une résolution temporelle accrue. Le système a été testé à des cadences de plus de 26000 images/s pour les cas suivants : sollicitation harmonique mono-fréquence ou par une forme d'onde arbitraire ; sollicitation dynamique par une séquence d'échelons de force ; choc mécanique. Les essais ont démontré que le système est capable de dépasser les systèmes classiques d'IS à laser continu en ce qui concerne la mesure des phénomènes dynamiquesThe use of optical measurement techniques requires a choice, often difficult, between temporal resolution and spatial resolution. Speckle interferometry (IS) provides high spatial resolution maps of vibration amplitudes, but the temporal resolution of measurements is reduced, due to the low acquisition rates of detectors. The thesis is dedicated to the development of an interferometric system that is able to measure dynamic phenomena with superior temporal resolution. The system was tested at acquisition rates exceeding 26,000 frames/s, for the following cases: harmonic excitation; arbitrary excitation; dynamic loading by a staircase signal and mechanical shock. The tests showed that the system is able to overcome conventional systems of continuous wave SI with respect to the measurement of dynamic phenomena
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Dupuy, Jean-Sébastien. "Identification des propriétés mécaniques de matériaux composites par analyse vibratoire." Phd thesis, Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20200.
Full textAbstract:
Les performances mécaniques des matériaux composites dépendent non seulement des caractéristiques des charges et matrice utilisées,mais aussi de la qualité de l'interface entre constituants. Ainsi, une mauvaise adhésion interfaciale entraîne généralement une dégradation du comportement du composite, qui peut être assimilée à un endommagement global pour le matériau. Le but de cette étude est de proposer un moyen de caractérisation rapide de l'endommagement de matériaux à partir d'analyses mécaniques vibratoires. En effet, une mauvaise cohésion au sein du matériau peut conduire à des phénomènes de friction qui tendent à augmenter le niveau d'amortissement de sa réponse dynamique. Plusieurs techniques expérimentales, dont certaines reposent sur l'analyse des fréquences de résonance de la structure, sont présentées dans cette étude. Les propriétés viscoélastiques de matériaux composites particulaires à matrice polymère sont ainsi analysées. Certains paramètres d'élaboration de ces matériaux modèles ont été ajustés afin de créer des niveaux d'endommagement différents mais contrôlable. Les résultats obtenus, en particulier en ce qui concerne le facteur de perte, sont interprétés sur la base d'une comparaison avec des modèles analytiques simples d'homogénéisationThe mechanical performance of composites depends not only on the characteristics of fillers and matrix used, but also on the quality of interface between these constituents. Thus, poor interfacial adhesion generally results in a decrease of the behavior of composite, which may be likened to an overall damage of the material. The purpose of this study is to propose a means of quick characterization of materials damage from mechanical vibrations analyses. Indeed, bad cohesion within thematerial can lead to friction phenomena, which tend to increase the damping level of its dynamic response. Several experimental techniques, some of which based on the analysis of the structural resonant frequencies, are presented in this study. The viscoelastic properties of particulate composites with polymer matrix are analyzed. Some design parameters of these model materials have been tuned, in order to create different damage levels. The results, particularly in regard to the loss factor, are interpreted from a comparison with simple analytical homogenization models
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Scerrato, Daria. "Effect of micro-particle addition on frictional energy dissipation and strength of concrete: experiments and modelling." Doctoral thesis, Lyon, INSA, 2014. http://hdl.handle.net/11573/918066.
Full textAbstract:
In this thesis, a two-degrees-of-freedom, non-linear model is introduced aiming to describe internal friction phenomena which have been observed in some modified concrete specimens undergoing slow dynamic compression loads and having various amplitudes but never inducing large strains. The motivation for the theoretical effort presented here arose because of the experimental evidence described in some papers in which dissipation loops for concrete-type materials are shown to have peculiar characteristics. Since viscoelastic models –linear or non-linear– do not seem suitable to describe either qualitatively or quantitatively the measured dissipation loops, it is proposed to introduce a micro-mechanism of Coulomb-type internal dissipation associated to the relative motion of the faces of the micro-cracks present in the material. In addition, numerical simulations, showing that the proposed model is suitable to describe some of the available experimental evidences, is presented. These numerical simulations motivate further developments of the considered model and supply a tool for the design of subsequent experimental campaigns.
Furthermore, the effect of micro-particle additives such as calcium carbonate on internal dissipation of concrete was experimentally investigated. The damping performance of concrete can be improved by adding to the mixture different kinds of micro-particles with suitable size which fill the pores of the matrix and change the contact interaction between internal surfaces of voids. It was determined that the energy dissipation of the concrete increases with the increasing content of micro particles at least when the concrete matrix is “soft” enough to allow microscopic motions. On the other hand, the increasing percentage of micro-particles addition can affect the mechanical strength of the material. Thus, there is a reasonable compromise in incorporating these micro-particles to obtain higher damping with- out weakening the mechanical properties. Several concrete mixes were prepared by mixing cement powder with different percentages of micro-fillers. A concrete mix without addition of micro-particles was molded as a reference material for the sake of comparison. All these specimens were tested under cyclic loading in order to evaluate energy dissipation starting from the area of a dissipation loop detected in the diagram relative to a representative cycle. The experimental determination of the dissipated energy shows a significant increase in the damping capability of the cement-based materials with micro-filler compared to the standard concrete. The experimental results presented seem to indicate that the proposed model is suitable to describe the mechanical behavior of modified and unmodified concrete, provided that the introduced parameters are suitably tuned in order to best fit the available experimental data.
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Monti, Arthur. "Élaboration et caractérisation mécanique d'une structure composite sandwiche à base de constituants naturels." Thesis, Le Mans, 2016. http://www.theses.fr/2016LEMA1023/document.
Full textAbstract:
Les éco-composites s'imposent progressivement comme une alternative à certains matériaux classiques. L'utilisation de fibres végétales en guise de renfort permet en effet d'améliorer les performances environnementales de ces matériaux ainsi que leurs propriétés spécifiques élevées. Dans ce contexte, cette étude propose d'élaborer un éco-composite sandwich dont les peaux sont constituées d'une résine thermoplastique innovante associée à des fibres de lin et à une âme en balsa. Tout d'abord, les comportements statiques de la résine et de l'âme sont analysés. Par la suite, le composite renforcé de fibres de lin constituant les peaux du sandwich est étudié. Les caractéristiques élastiques principales du pli UD en contraintes planes sont déterminées. De plus, une analyse des mécanismes d'endommagement est effectuée au moyen de la technique d'émission acoustique. Le comportement des poutres sandwiches sollicitées en flexion est ensuite étudié. Une attention particulière est portée à la compréhension des modes de rupture et à l'influence des variations locales des propriétés mécaniques de l'âme. Par ailleurs, certaines propriétés dynamiques de cette structure sont explorées, notamment son comportement en fatigue et sa réponse à l'impact afin de discuter de sa durabilité. Enfin, une étude expérimentale du comportement vibratoire des poutres composites et sandwiches est réalisée. Le rôle des différents constituants dans l'amortissement global des vibrations est discuté au moyen d'une modélisation par élément finis. L'ensemble des propriétés déterminées sont comparées à celles des matériaux non bio-sourcés, afin de situer ses performancesBio-based composites appear to be very promising alternatives to traditional composites. The use of natural fibres as reinforcement reduces the environmental impact of these materials and their specific properties are significantly increased. In this context, this work focuses on the manufacturing and the mechanical characterization of a bio-based sandwich structure. The skins are made of an innovative thermoplastic resin associated with flax fibres. The core is made of balsa wood. First, quasi-static analyses are performed on the different components. Then, the tensile properties of the composite skins are studied. Moreover, the main damage mechanisms are identified and described by means of the acoustic emission technique. Next, the flexural behavior of the whole sandwich structure is studied. Particular attention is paid to the detection and prediction of the main fracture modes. Moreover, the statistical spreads of the material properties of the balsa core are taken into account. In addition, cyclic fatigue and impact tests are performed to investigate the behavior of this structure under dynamic loads, and to discuss whether or not this material could be suitable for potential semi-structural applications. Finally, experimental analyses of the vibration behavior of composite and sandwich beams are performed. The contributions of the different components to the global damping properties of the sandwich structure are analyzed by means of a finite elements model. This work also compares the properties of this bio-based sandwich to those of traditional materials, in order to benchmark its mechanical performances with a view to further industrial usage
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Rial, Djihad. "Modélisation tridimensionnelle des flexibles hydroformés et tressés en statique et en fatigue." Electronic Thesis or Diss., Compiègne, 2015. http://www.theses.fr/2015COMP2184.
Full textAbstract:
Dans cette étude, le comportement mécanique des flexibles ondulés est étudié expérimentalement et numériquement. Afin de surmonter l’important coût de calcul, des solutions analytiques de la théorie des coques toriques ont été utilisées pour homogénéiser le comportement global en utilisant des poutres simples à propriétés équivalentes. Ensuite, le modèle analytique proposé a été vérifié en le comparant avec des modèles éléments finis en trois dimensions. Des essais expérimentaux ont été conçus pour étudier l’expansion sous pression et le comportement en flexion de ces structures. Il est démontré que lorsque le modèle est implémenté dans un code d’éléments finis, il donne des résultats acceptables avec une réduction considérable temps de calcul. D’autre part, l’importance de la prise en compte des contraintes résiduelles résultant de l’opération d’hydroformage a été montrée. Cette étude consiste aussi à simuler le comportement des tresses métalliques numériquement en utilisant différentes approches – une approche "micro-échelle" directe avec des éléments solides 3D ou des éléments de poutres pour chaque fil métallique, ainsi que des approches homogénéisées où des éléments finis continus sont utilisés pour représenter soit l’ensemble de la structure qui est le modèle "macro-échelle", soit chaque groupe de fils qui est le modèle "méso-échelle". Ces modèles sont comparés par la suite à des résultats expérimentaux, qui sont: un essai de traction simple et un essai d’expansion sous pression. Une investigation numérique et expérimentale de la tenue en fatigue des flexibles métalliques a été présenté. Des échantillons de flexibles ont été soumis à une série de tests de fatigue lors desquels l’amplitude de chargement mécanique était constante, avec une pression interne continuelle similaire aux conditions de travail. Sachant que ces configurations de chargements génèrent des contraintes (déformations) tridimensionnelles, la durée de vie de la structure a été extraite en termes de nombre de cycles à l’initiation de fissures (perte de pression interne). De plus, un modèle d’éléments finis a été créé en tenant en compte les contraintes résiduelles résultant du procédé d’hydroformage afin d’estimer et de comparer avec l’expérience la durée de vie en fatigue. Cette prédiction a été réalisée à l’aide de différentes approches : une approche contrainte-déformation qui est largement utilisée dans les codes commerciaux, une approche de plan critique, une approche énergétique et une approche basée sur le cumul d’endommagementHydroformed flexible tubes are essential structures used in several industrial sectors such as the automotive sector, the aviation industry or energy production, such as the production of renewable energy in solar thermal energy farms where the panels must both be supplying fluid along and follow the direction of the sun. These structures serve as connecting parts between the rigid parts different mechanisms, primarily used for damping vibrations and acoustic emissions, and, as their name suggests, they also allow flexibility and pressure expansion, which considerably improves the fatigue strength. The mastery and prediction of the mechanical behavior of these structures are very important from a safety point of view and an economic point of view. Indeed, their accidental breakage can cause very serious consequences due to their use in sensitive areas such as the nuclear industry. In this context, this thesis was launched between Compiegne University of Technology and industrial BOA-group to create digital approaches to behavioral predictions and estimating the life braided hoses that take into account extreme conditions (temperature and pressure) and the forming parameters and properties of the materials used. In terms of use, these products are subject to thermomechanical charge-discharge cycles and vibrations can induce complex deformed piping of wear due to friction and damage by fatigue, The purpose of the study is to develop a numerical approach validated by the experience to certify products and improve the design. This approach will allow to estimate the lifetime of braided wavy taking into account: - the initial state of the product after forming and assembly, - thermomechanical stresses, is defined by the specification, or encountered in specific use cases, - vibrations encountered during use in real cases. The expected results are the life of the products from a calculation model of their behavior using the characteristics of the materials and interaction braid / tube
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Cousinard, Olivier. "Contribution à l'étude et au développement d'un système intégré de suivi de l'endommagement des composants mécaniques sur machines tournantes : application au développement et au choix des outils d'analyse et de mesure vibratoire : Thèse pour le doctorat en sciences spécialité Génie mécanique." Reims, 2002. http://www.theses.fr/2002REIMS025.
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Ce mémoire est consacré à la maintenance conditionnelle par analyse vibratoire, domaine d'activité qui constitue une part toujours plus importante dans l'amélioration de la disponibilité des équipements. Nous avons deux objectifs : Le premier consiste à recenser et définir le domaine d'application des différents "outils en analyse vibratoire" applicables au diagnostic des machines tournantes. Les difficultés rencontrées par les industriels sur le diagnostic des trains d'engrenages tournant à faible vitesse, nous ont conduit à apporter une attention particulière à l'analyse cepstrale. Un travail préliminaire d'analyse du phénomène d'engrènement a été réalisé à partir des travaux de Messieurs HENRIOT et VELEX. Nous avons ensuite défini comment le cepstre pouvait être adapté au diagnostic des trains d'engrenages. Cette étape nous a ainsi permis de déterminer des règles ou tables de paramétrage pour assurer la bonne utilisation de cet outil. Le second objectif de ce mémoire utilise le travail réalisé dans la première partie afin de construire un système à base de connaissances. Ce système répond à une demande des industriels car il apporte une aide dans le choix et le paramétrage des différents outils vibratoires. . .
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Egidi, Franco. "Theoretical models for the calculation of electric properties and raman spectra of molecules in solution." Doctoral thesis, Scuola Normale Superiore, 2014. http://hdl.handle.net/11384/85800.
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Bellec, Enora. "Spectres de chargement pour le dimensionnement à la fatigue d’un véhicule automobile : identification, analyse et modélisation." Electronic Thesis or Diss., Brest, École nationale supérieure de techniques avancées Bretagne, 2023. http://www.theses.fr/2023ENTA0003.
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Les constructeurs automobiles se doivent d’assurer la fiabilité de l’ensemble des pièces de la liaison au sol sur toute la durée de vie du véhicule. Cependant, aucun cadre normatif global n’existe pour le dimensionnement de ces pièces. Ils doivent donc se baser sur leur expérience. Il est nécessaire pour tout protocole de dimensionnement de maîtriser précisément les chargements vus par les pièces. La sollicitation perçue par la liaison au sol est d’autant plus complexe à considérer qu’elle est à amplitude variable (suivant les situations de vie rencontrées) et multi-entrées (chargements perçus à chaque roue simultanément). Pour le dimensionnement à la fatigue, les sollicitations perçues aux roues sont modélisées comme la somme des chargements issus des manoeuvres, dits Driven Road, et de ceux induits par les aléas de la route, dits Random Road. Un processus de validation de cette partition est illustré à partir de mesures réelles. Il tire parti des particularités de chaque type de chargement, corrélation temporelle et caractéristiques fréquentielles, pour prendre en compte le caractère multi-entrées de la sollicitation. Ce modèle apporte au constructeur des éléments supplémentaires pour caractériser les chargementsCar manufacturers are responsible for ensuring the reliability of all chassis components throughout the life of the vehicle. Nevertheless, no global standard framework exists. Therefore, they must rely on their own experience. For any design protocol, it is imperative to precisely define the loads seen by the parts. The load measures by the chassis system is even more complex to assess as it faces variable amplitude (depending on the life situations encountered) and multi-input load case (loads perceived at each wheel simultaneously). For fatigue design, the loads measured at the wheels are modelled as the sum of the ones induced by the manoeuvers, called Driven Road, and the ones induced by the road conditions, called Random Road. A validation process of the partition is illustrated using real time series. It benefits from the particularities of each loading type, time correlation and frequency characteristics, to consider the multi-input character of the load case. This model provides the manufacturer with additional elements to characterise the loadings
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Gautier, Guillaume. "Diagnostic vibratoire des systèmes mécaniques par subspace fitting." Thesis, Tours, 2015. http://www.theses.fr/2015TOUR4026/document.
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Dans ce mémoire, une méthode subspace fitting (SF) destinée à l’identification des paramètres mécaniques et l’évaluation de l’état de santé de structures vibrantes, est présentée. La méthode SF s’attache à extraire, à partir des méthodes d’identification par sous-espaces (4SID), une matrice d’observabilité du système et de la corréler, au sens de la norme, à une matrice d’observabilité théorique. L’originalité de ce travail est de construire la matrice d’observabilité théorique sur la base d’un modèle éléments finis (EF) de la structure considérée. En ajustant les paramètres inconnus du modèle EF, les propriétés mécaniques de la structure vibrante sont identifiées. Les coûts de calcul d’une telle procédure sont réduits en considérant une méthode de réduction de modèle basée sur la position des excitations et des capteurs. La méthode est évaluée pour l’identification des fréquences propres d’une structure vibrante. Des applications numériques et expérimentales s’attachent à montrer la pertinence d’une telle approche. En particulier, il est mis en évidence que la méthode SF permet d’identifier précisément les fréquences propres d’une structure, pour des niveaux de bruit importantsIn this thesis, a subspace fitting (SF) method is presented for the identification of mechanical parameters and assessment of the health condition of vibrating structures. The SF method attempts to extract, from subspace identification methods (4SID), a system observability matrix of the system and correlate them with a theoretical observability matrix. The originality of this work is to obtain the theoretical observability matrix from a finite element model (EF) of the structure. By adjusting unknown parameters of the FE model, the mechanical properties of the vibrating structure are identified. Computational costs of such a procedure are reduced by considering a model reduction method based on the excitations and sensors location. The method is evaluated for the identification of natural frequencies of a vibrating structure. Numerical and experimental applications are assessed to show the relevance of such an approach. In particular, it is highlighted that the SF method can accurately identify the natural frequencies of a structure to high noise levels
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Ben, ameur Mariem. "Caractérisation mécanique et suivi par émission acoustique des mécanismes d’endommagement des composites à fibres hybrides lin/carbone." Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA1039.
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L'utilisation de fibres naturelles comme renfort permet d'améliorer les performances environnementales des matériaux composites ainsi que leurs propriétés d’amortissement. Néanmoins, ces composites à fibres naturelles présentent des performances mécaniques moins intéressantes que celles des composites à fibres synthétiques. Dans ce contexte, cette étude propose d'élaborer des structures composites à renfort hybrides constituées des fibres de lin et de carbone. L’objectif de cette hybridation est de trouver un compromis entre les propriétés mécaniques et dissipatives. Tout d'abord, le comportement en statique des composites à fibres de lin, fibres de carbone et fibres hybrides lin/carbone a été analysé. Les caractéristiques élastiques principales d’ un pli UD en contraintes planes sont ainsi déterminées .Par ailleurs, un suivi et une analyse des mécanismes d'endommagement ont été effectués au moyen de la technique d'émission acoustique associée à des observations microscopiques. Dans un souci de mieux répondre aux besoins industriels, le comportement des composites soumis aux essais de fatigue cyclique doit être étudié. Pour ce faire, le comportement en fatigue de ces matériaux à renforts non-hybrides et hybrides a été analysé sous sollicitations de traction et de flexion trois points. L’ influence de l’ hybridation sur la durée de vie en fatigue de ces composites a été établie. Enfin, une étude expérimentale et une modélisation par élément finis du comportement vibratoire des composites non-hybrides et hybrides ont été réalisées. Ainsi, le rôle des différentes fibres, de l’orientations des fibres, de séquences d’empilement dans l'amortissement en vibrations a été discutéThe use of natural fibers as reinforcement makes it possible to improve the environmental performance of the composite materials as well as their damping properties. Nevertheless, these natural fiber composites have lower mechanical performance than synthetic fiber composites. In this context, this study proposes to develop composite structures with hybrid reinforcement made of flax and carbon fibers. The objective of this hybridization is to find a compromise between the mechanical and dissipative properties. First, the static behavior of flax fiber, carbon fiber and flax/carbon hybrid composites was analyzed. The principal elastic characteristics of a UD ply in plane stresses are thus determined. Moreover, a monitoring and an analysis of the mechanisms of damage were carried out by means of the technique of acoustic emission associated with microscopic observations. In order to better meet industrial needs, the behavior of composites subjected to cyclic fatigue tests must be studied. In fact, the fatigue behavior of these materials with non-hybrid and hybrid reinforcements was analyzed under tensile stress and three-point bending. The influence of hybridization on the fatigue life of these composites has been established. Finally, an experimental study and a finite element modeling of the vibratory behavior of non-hybrid and hybrid composites were carried out. Thus, the role of different fibers, fiber orientations, stacking sequences in vibration damping has been discussed
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Blanche, Antoine. "Effets dissipatifs en fatigue à grand et très grand nombre de cycles." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00784772.
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Cette étude présente une analyse mécanique et énergétique de la fatigue des matériaux métalliques à grand et très grand nombre de cycles. Des bilans d'énergie en fatigue sont réalisés à partir de techniques d'imagerie quantitatives. Les sources de chaleur sont déterminées à partir des champs de température mesurés par caméra infrarouge. Les champs cinématiques sont obtenus en utilisant une technique de corrélation d'images numériques et permettent d'estimer l'énergie de déformation mise en jeu. Un premier objectif est d'analyser la pertinence énergétique des concepts de limite de fatigue et d'état cyclique stabilisé. Un deuxième objectif est de comparer les champs de dissipation à l'échelle mésoscopique aux distributions de bandes de glissement. Enfin, la comparaison d'essais de fatigue conventionnelle (30-50 Hz) et ultrasonique (20 kHz) permet d'analyser les effets de la fréquence sur le comportement dissipatif du matériau.
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Moustafa, Wael. "Élaboration d'un système de suivi de l'endommagement de composants mécaniques fonctionnant en régime variable et à très basse vitesse : Application au diagnostic sur roulements." Thesis, Reims, 2016. http://www.theses.fr/2016REIMS030.
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Dans la majorité des secteurs industriels, les coûts de maintenance des systèmes de production représentent une partie non négligeable de l’ensemble de ces coûts. Pour améliorer les performances et la fiabilité des systèmes, différentes stratégies de maintenance sont utilisées. L’objectif est d’être capable de détecter toutes défaillances potentielles susceptibles d’affecter la production. L’analyse vibratoire est aujourd’hui un des outils les plus performants en termes de détection et de suivi de ces défaillances. Cependant, l’application de cette technique reste difficile dans le cas de machines fonctionnant avec des vitesses de rotation faibles et variables. Dans la présente thèse, nous proposons une technique alternative à l’analyse vibratoire pour surveiller l’état de fonctionnement de ces machines. Nous nous intéresserons plus particulièrement au suivi des roulements. Cette technique alternative se base sur l’analyse des variations de la vitesse angulaire instantanée qui sont générées par un défaut de roulement. Cette technique sera testée sur un banc d’essai et comparée avec d’autres techniques telles que l’analyse des signaux vibratoires et ultrasonores pour différentes conditions de chargement et pour différents types de défauts de roulement. Cette étude montre une grande efficacité de cette méthode dans le cas de très basses vitesses de rotation, constantes ou variables. L’ensemble de cette méthodologie a ensuite été implémentée sur un four de diffusion d’une unité de production sucrière. Les mesures réalisées montrent que cette technique est une technique prometteuse pour le suivi de systèmes fonctionnant avec des vitesses de rotation faibles et variablesIn the majority of industrial sectors, production systems’ maintenance costs represent an important part of the whole process’s cost. In order to improve systems’ reliability and performance, different maintenance strategies are used. The goal is to be able to detect all potential malfunction that may affect the production. Nowadays, vibration analysis is one of the best tools in term of detection and defect monitoring. However, the application of these vibration based techniques remain difficult in the case of machines functioning at low speeds. In this thesis, we propose an alternative technique of vibration analysis for the surveillance of these machines that operate on very low speeds and variable speeds. We are specifically interested in bearings’ monitoring. This alternative technique is based on instantaneous angular speed’s variations analysis that are induced by a bearing defect. This technique is tested on a test bench and compared with other techniques such as vibration and ultrasound analysis for different loading conditions and for different bearing fault types. This study shows a high efficiency of this method in the case of very low speeds, constant and variable. This methodology has then been implemented on sugar diffusion oven in a sugar production factory. The measurements shows that this technique is a promising technique for machines’ surveillance in very low and variable speeds working conditions
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Abakar, Malloum. "Analyse des mécanismes d'endommagement et du comportement vibratoire d'un composite à constituants naturels dans un environnement hydrique." Thesis, Le Mans, 2019. http://www.theses.fr/2019LEMA1020/document.
Full textAbstract:
Durant les dernières décennies, les composites polymères renforcés par des fibres végétales ont reçu une attention importante de la part des scientifiques. L’utilisation de fibres végétales permet en effet d’améliorer les performances environnementales de ces matériaux tout en atteignant des propriétés spécifiques plus élevées. Néanmoins, un verrou majeur freine encore le développement de ces matériaux. En effet, leur sensibilité au vieillissement hydrique, due à leur caractère hydrophile, restreint leur utilisation. Dans ce contexte, nous proposons, dans le cadre de cette thèse, d’analyser l’effet du vieillissement hydrique sur le comportement statique et dynamique, d’identifier et suivre les mécanismes d’endommagement d’une structure sandwiche biosourcée et ses constituants. Les composites utilisés sont constitués d'une résine greenpoxy associée à des fibres de lin et à une âme en liège pour les sandwichs. Dans la première partie, nous avons étudié le comportement en statique et en dynamique de la résine, du composite, des âmes et des sandwichs. Cette étude a conduit d’une part à la détermination des caractéristiques mécaniques et à l’identification et le suivi des mécanismes d’endommagement par émission acoustique et observations microscopiques et d’autre part à la détermination des caractéristiques dynamiques. Dans la deuxième partie, nous avons analysé la cinétique de diffusion d'eau dans la résine, les peaux, les âmes et les sandwichs par identification de leurs paramètres de diffusion par le modèle de Fick. En suite, nous sommes intéressés à l’impact du vieillissement hydrique sur le comportement et les propriétés mécaniques des sandwichs et ses constituantsIn recent decades, polymer composites reinforced with plant fibers have received significant attention from scientists. The use of reinforcing vegetable fibers makes it possible to improve the environmental performance of these materials reaching higher specific properties. Nevertheless, a major lock still hinders the development of these materials. Indeed, their sensitivity to water ageing, due to their hydrophilic nature, restricts their use. In this context, we propose, as part of this thesis, to analyze the effect of water ageing on static and dynamic behavior, to identify and monitoring the damage mechanisms of a sandwich structure biobased and its constituents. The composites used consist of a greenpoxy resin associated with flax fibers and a cork core for sandwich materials. In the first part of this work, we studied the static an dynamic behavior of the resin, the composites, cores and sandwich structures. This study led on the one hand to the determination of the mechanical characteristics and to the identification and the follow-up of the mechanisms of damage by acoustic emission and microscopic observations and on the other hand to the determination of the dynamic characteristics. In the second part, we first analyzed the kinetics of water diffusion in resin, skins, cores and sandwichs by identification of their diffusion parameters by the Fick model approach. Then, we are interested in the impact of water ageing on the behavior and mechanical properties iof sandwichs and its constituents
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Verdret, Yassine. "Analyse du comportement parasismique des murs à ossature bois : approches expérimentales et méthodes basées sur la performance sismique." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0010/document.
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Ce mémoire présente les travaux de thèse visant à étudier le comportement parasismique des éléments de murs à ossature en bois aux travers d’approches expérimentales et du développement d’une méthodologie d’application de méthodes basées sur la performance sismique. Les approches expérimentales sont constituées de trois campagnes d’essais : (1) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle d’assemblages agrafés et pointés, (2) une série d’essais monotones et cycliques à l’échelle de l’élément de mur à ossature en bois et (3) une série d’essais dynamiques sur table vibrante. La base de données constituée par les résultats d’essais permet alors l’examen des propriétés de résistance et de raideur des éléments de murs suivant les conditions de sollicitation (vitesse d’essai, chargement vertical). Le développement d’une modélisation à l’échelle macro du comportement cyclique et dynamique de tels éléments est également proposé à l’aide de modèles de loi de comportement hystérétiques. Une méthodologie d’application aux structures à ossature bois de méthodes basées sur la performance sismique (méthode N2 et MPA) ainsi qu’une analyse de vulnérabilité - construction de courbes de fragilité - à l’aide de la méthode N2 sont proposéesThis thesis presents a study of the seismic behavior of light timber frame walls with stapled and nailed sheathings through experimental approaches and the development of a methodology for the application of seismic performance-based methods. The experimental approaches consist of three test campaigns: (1) a series of static tests on stapled and nailed connections, (2) a series of static tests performed on light timber frame walls and (3) a series of dynamic tests performed on light timber frame walls on a vibrating table. The database consists of these test results then allows the examination of strength and stiffness properties of the wall elements according to the stress conditions (strain rate, vertical load). The development of a macro-scale modeling of the cyclic and dynamic behavior of such elements is also proposed using constitutive law models. A framework of the application to light timber frame structures of seismic performance-based methods based (N2 method and MPA method) and a vulnerability analysis - fragility curves - using the N2 method are proposed
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Arash, Behrouz. "Molecular dynamics studies on application of carbon nanotubes and graphene sheets as nano-resonator sensors." 2013. http://hdl.handle.net/1993/22278.
Full textAbstract:
The main objective of the research is to study the potential application of carbon nanotubes and graphene sheets as nano-resonator sensors in the detection of atoms/molecules with vibration and wave propagation analyses. It is also aimed to develop and examine new methods in the design of nano-resonator sensors for differentiating distinct gas atoms and different macromolecules, such as DNA molecules. The hypothesis in the detection techniques is that atoms or molecules attached on the surface of the nano-resonator sensors would induce a recognizable shift in the resonant frequency of or wave velocity in the sensors. With this regard, a sensitivity index based on the shift in resonant frequency of the sensors in the vibration analysis and/or a shift in wave velocity in the sensors in the wave propagation analysis is defined and examined.
In order to achieve the objective, the vibration characteristics of carbon nanotubes and graphenes are studied using molecular dynamics simulations to first propose nano-resonator sensors, which are able to differentiate distinct gas atoms with high enough resolutions even at low concentration. It is also indicated that the nano-resonator sensors are effective devices to identify different genes even with the same number of nucleobases in the structure of single-strand DNA macromolecules. The effect of various parameters such as size and restrained boundary conditions of the sensors, the position of attached atoms/molecules being detected, and environment temperature on the sensitivity of the sensors is investigated in detail.
Following the studies on vibration-based sensors, the wave propagation analysis in carbon nanotubes and graphene sheets is first investigated by using molecular dynamics simulations to design nano-resonator sensors. Moreover, a nonlocal finite element model is presented and calibrated for the first time to model propagation of mechanical waves in graphene sensors attached with atoms through a verification process with atomistic results. The simulation results reveal that the nano-resonator sensors are able to successfully detect distinct types of noble gases with the same mass density or at the same environmental condition of temperature and pressure.