Дисертації з теми "Mécanisme Flexible"
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Wu, Ke. "Conception, Modélisation, Optimisation et Commande de Mécanisme Flexible." Electronic Thesis or Diss., Centrale Lille Institut, 2023. http://www.theses.fr/2023CLIL0008.
Анотація:
Selon la littérature, il est clairement établi que dans le domaine des mécanismes conformes (MC),il n'existe aucun résultat sur la manière de définir géométriquement des poutres initialement courbées de forme aléatoire (ICB) et de modéliser efficacement la grande déflexion de ces structures élancées soumises à des conditions de chargement complexes. En particulier, la modélisation efficace du flambage non linéaire et du flambage postérieur pour servir à la conception de MC n'a pas été réalisée à notre connaissance. De plus, il existe également peu de résultats sur la conception basée sur des modèles (optimisation) et le contrôle basé sur des modèles de MC. Si les problèmes mentionnés ne sont pas résolus, les chercheurs peuvent encore souffrir du processus de conception fastidieux par essais et erreurs et se retrouver coincés avec un cadre de conception basé sur l'énumération globale ou des méthodes de conception purement empiriquesAccording to the literature, it is clearly found out that in the field of compliant mechanisms (CMs),there is no existing results on how to geometrically define random-shape initially curved beams(ICBs) and efficiently modeling large deflection of these slender structures under complex loading conditions. In particular, efficiently modeling nonlinear buckling and post-bucking to serve the design of CMs has not been achieved to the best of our knowledge. Besides, there is also few results for model-based design (optimization) and model-based control of CMs. If the mentionedproblems are not solved, researchers may still suffer from the time-consuming trial-and-errordesign process and be stuck with global-enumeration-based design framework or purelyempirical design methods
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Beets, Eric. "Modélisation des systèmes mécaniques articulés flexibles par utilisation des coordonnées naturelles et des équations de Kane : expérimentation et validation numérique." Valenciennes, 1997. http://www.theses.fr/1997VALE0039.
Анотація:
La simulation des systèmes mécaniques articulés a connu un essor important depuis les années 60. Jusqu’a la fin des années 70, les corps étaient considérés rigides dans la plupart des codes de calculs. Les résultats sont excellents tant que les déformations restent faibles. Cependant, la modélisation des mécanismes de grandes tailles ou tournant à vitesses élevées, ainsi que l'optimisation des masses en mouvement, nécessite la prise en compte des flexibilités. Lors de l'écriture d'un formalisme multi corps flexibles, il faut effectuer entre autre les choix du type de coordonnées descriptives permettant de positionner le repère mobile accompagnant les corps flexibles et celui des équations du mouvement. Ceux-ci influent directement sur la facilite de description du mécanisme ainsi que sur le cout opératoire. Nous avons donc choisi de développer une approche basée sur les équations de Kane en coordonnées naturelles. Ces dernières conduisent à une description simple et naturelle du mécanisme et à un nombre de coordonnées descriptives restreint. Les équations de Kane génèrent un nombre minimal d'équations du mouvement. La prise en compte des déformations élastiques se fait, quant à elle, par la méthode des éléments finis. Afin de réduire le nombre d'inconnues et de pouvoir augmenter le pas d'intégration, ces déformations sont projetées dans une base modale du corps. Un logiciel basé sur cette approche a donc été développé. Sa validation numérique sur deux benchmarks nous permet de conclure, que pour des résultats similaires, les temps cpu sont inférieurs aux approches classiques basées d'une part sur les équations de Lagrange en coordonnées absolues et d'autre part sur les équations de Lagrange en coordonnées naturelles. Puis la validation expérimentale sur un mécanisme quatre barres flexibles permet de montrer que l'approche donne des résultats proches des conditions réelles de fonctionnementThe simulation of multibody dynamics has known an important expand since the 60's. Until the end of the 70's, bodies were considered as rigid in the most of software packages. Results are excellent as long as deformations remain weak. However, the simulation of large sizes or high-speed revolving mechanisms, as well as the optimization of masses, needs to take structural flexibilities into account. During the development of a flexible multibody formalism, it is necessary to choose the descriptive coordinates systems allowing to position the moving reference frame and the type of the motion equations. The former affects directly the facility of the mechanism description as well as the operative cost. We have therefore chosen to develop a method based on Kane’s equations in natural coordinates. These last lead to a simple and “natural” description of the mechanism and to a limited number of descriptive coordinates. Kane’s equation generate besides a minimal number of motion equations. The finite element method is here employed to introduce the elastic coordinates and the component mode s used in order to reduce the number of degrees of freedom. It is also possible to increase the step of the numerical integration method. A software based on this method has therefore been developed. Two benchmarks allow us to conclude that, for similar results, CPU times are inferior to classical methods based on the one hand on Lagrange’s equations in absolute coordinates and on the other hand on Lagrange’s equation in natural coordinates. Moreover, the realization of an experimental flexible four bars mechanism allows showing that the method gives results close to effective working conditions
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Bruyas, Arnaud. "Apport de la fabrication additive multi-matériaux pour la conception robotique." Thesis, Strasbourg, 2015. http://www.theses.fr/2015STRAD045/document.
Анотація:
La radiologie interventionnelle percutanée permet le diagnostic ou le traitement de tissus cancéreux grâce à l'utilisation d'aiguilles et d'un guidage par imageur. Bénéfique pour le patient, ce type de procédure clinique est en revanche complexe pour le radiologue. Afin de lui apporter une assistance et de contrôler l'aiguille de manière déportée, nous proposons dans ces travaux de réaliser des dispositifs robotisés compliants, donc monoblocs, et multi-matériaux en exploitant la fabrication additive multi-matériaux. Pour y parvenir, nous proposons plusieurs solutions pour réaliser les fonctions cinématique, d'actionnement et de perception. En particulier, nous proposons une nouvelle liaison compliante, la liaison HSC, ainsi qu'un nouvel actionneur pneumatique pour l'insertion d'aiguille. Nous démontrons finalement les apports de la fabrication additive pour la robotique médicale en combinant l'ensemble de ces solutions dans un dispositif assurant un contrôle à distance de l'aiguillePercutaneous interventional radiology permits the diagnosis or the treatment of cancer tissues thanks to the use of needles and imaging devices. Being minimally invasive, such procedures are beneficial for the patient, but for the radiologist, they are highly complex. In order to assist the physician and remotely control the needle, we propose in this work the design and the manufacturing of multi-material compliant devices by taking advantage of multi-material additive manufacturing. To perform the design of such device, we propose several solutions in terms of kinematics, actuation and sensing. In particular, we developed a new compliant joint, the HSC joint, as well as a new pneumatic actuator for needle insertion. In the end, we demonstrate in the thesis the contributions of multi-material additive manufacturing for medical robotics, by combining all those solutions into a single device that remotely controls both the orientation and the insertion of the needle
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Gomes, Sebastião Cícero Pinheiro. "Précision de la transmission du couple par un moto-réducteur électrique : modélisation et commande d'un bras rigide ou flexible avec compensation du frottement." Toulouse, ENSAE, 1992. http://www.theses.fr/1992ESAE0020.
Анотація:
L'imprécision de la transmission du couple dans les moto-réducteurs éléctriques, due aux dynamiques intra-articulaires délicates à modéliser, limite les performances des lois de commande (par exemple pour la commande des manipulateurs flexibles). On présente dans le mémoire une modélisation dynamique des articulations du support expérimental Secaflex, incluant raideurs et frottements non linéaires. Ce modèle est utilisé pour reproduire fidèlement les essais observés, y compris les mouvements saccadés (Stick-slip), particulièrement amplifiés par la flexibilité de structure. Plusieurs mécanismes de compensation du frottement fondés sur ce modèle sont également introduits pour linéariser l'articulation, et on montre leur nécessité pour l'implantation effective de la commande proportionnelle-dérivée classique et surtout pour celle de lois dépendant explicitement d'un modèle structural.
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Gagarina, Tatiana. "Modèle pseudo-rigide pour la simulation dynamique des mécanismes flexibles." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066607.
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De, Greef Aline. "Towards medical flexible instruments: a contribution to the study of flexible fluidic actuators." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2010. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210073.
Анотація:
The medical community has expressed a need for flexible medical instruments. Hence, this work investigates the possibility to use "flexible fluidic actuators" to develop such flexible instruments. These actuators are driven by fluid, i.e. gas or liquid, and present a flexible structure, i.e. an elastically deformable and/or inflatable structure. Different aspects of the study of these actuators have been tackled in the present work:• A literature review of these actuators has been established. It has allowed to identify the different types of motion that these actuators can develop as well as the design principles underlying. This review can help to develop flexible instruments based on flexible fluidic actuators.
• A test bench has been developed to characterize the flexible fluidic actuators.
• A interesting measuring concept has been implemented and experimentally validated on a specific flexible fluidic actuator (the "Pneumatic Balloon Actuator", PBA). Ac- cording to this principle, the measurements of the pressure and of the volume of fluid supplied to the actuator allow to determine the displacement of the actuator and the force it develops. This means being able to determine the displacement of a flexible fluidic actuator and the force it develops without using a displacement sensor or a force sensor. This principle is interesting for medical applications inside the human body, for which measuring the force applied by the organs to the surgical tools remains a problem.
The study of this principle paves the way for a lot of future works such as the implemen- tation and the testing of this principle on more complex structures or in a control loop in order to control the displacement of the actuator (or the force it develops) without using a displacement or a force sensor.
• A 2D-model of the PBA has been established and has helped to better understand the physics underlying the behaviour of this actuator.
• A miniaturization work has been performed on a particular kind of flexible fluidic actu- ator: the Pleated Pneumatic Artificial Muscle (PPAM). This miniaturization study has been made on this type of actuator because, according to theoretical models, minia- turized PPAMs, whose dimensions are small enough to be inserted into MIS medical instruments, could be able to develop the forces required to allow the instruments to perform most surgical actions. The achieved miniaturized muscles have a design similar to that of the third generation PPAMs developed at the VUB and present a total length of about 90 mm and an outer diameter at rest of about 15 mm. One of the developed miniaturized PPAMs has been pressurized at p = 1 bar and it was able to develop a pulling force F = 100 N while producing a contraction of 4 %.
Propositions have been made regarding a further miniaturization of the muscles.
Doctorat en Sciences de l'ingénieur
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Lachance, Denis. "Analyse mécanique de chaussées flexibles dans un contexte climatique nordique." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1999. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape8/PQDD_0006/MQ44703.pdf.
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Petlova-Marinova, Svetlana. "Modélisation et simulation du comportement mécanique des composites textiles flexibles." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066473.
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Le, Druillennec Marie. "Etude des mécanismes d'endommagement de films minces métalliques déposés sur substrats souples pour l'électronique flexible." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAI108/document.
Анотація:
Depuis une vingtaine d'années, des composants électroniques flexibles sont développés. Ces composants étant amenés à se tordre, à s'étirer et à se fléchir au cours de leur utilisation, le développement de composants ayant une bonne fiabilité mécanique est primordial. Ce travail s'est concentré sur les films métalliques d'argent déposés par impression jet d'encre ou sérigraphie sur des substrats de polyimide, servant à l’interconnexion électrique entre composants actifs. Deux mécanismes d’endommagement sont observables dans ces systèmes : la fissuration et le flambement par délaminage.Premièrement, pour caractériser expérimentalement ces deux phénomènes, des tests de traction sont réalisés sous microscope optique, afin de suivre l'évolution des fissures au cours de la déformation et sous interféromètre optique, afin de suivre les cloques de délaminage. Une analyse d'images est réalisée afin d'obtenir l'évolution de l'espacement entre fissures au cours de la déformation. L'existence de deux régimes de fissuration est observée : la fissuration longue et droite pour les films épais et la fissuration courte et en forme de zigzag pour les films minces. Le suivi des profils de cloques permet d'obtenir l'évolution de leur forme au cours de la déformation.Ensuite, afin d'éclairer les observations expérimentales, les phénomènes à l'étude sont modélisés par élément finis. Ainsi l'origine des deux régimes de fissuration est expliquée par un effet géométrique de l'épaisseur du film. Un modèle élastoplastique bidimensionnel de relaxation de contraintes dans le film permet d'obtenir un encadrement de l'espacement entre fissures au cours de la déformation. À partir du suivi des cloques, un modèle tridimensionnel permet de réaliser une identification des paramètres de la zone cohésive à l'interface film/substrat, où une énergie d'adhésion de 2 J.m-2, une contrainte critique de 20 MPa et un paramètre de mixité modale de 0,4 sont déterminés. Ces valeurs sont en accord avec la littératureOver the past 20 years, new improvements in materials and processes led to the development of printed flexible electronics. Flexible electronics devices subjected to bending, twisting, or stretching during their lifetime, the development of device with high reliability is therefore of great importance for the efficiency of electrical connection. This work investigates the mechanical reliability of inkjet or screen-printed Ag thin films on polyimide substrates dedicated to the electrical interconnection of active components. Expected mechanical failure modes are film cracking and buckling delamination.First of all, in order to characterized the two mechanisms, tensile tests are performed under an optical microscope to follow cracks and under an optical interferometer to follow buckles. In order to obtain crack spacing evolution during deformation, an image processing is realized. Two types of cracks are observed: long and straight cracking for thick films and small and zigzag shape cracking for thin films. The evolution of buckles shape with imposed tensile deformation is characterized.In a second time, in order to understand experimental observations, mechanical failure modes are analysed with finite elements models. The origin of the two types of cracking are explained by a geometrical effect of film thickness. A elastoplastic shear lag bidimensional model gives upper and lower bonds of crack spacing during deformation. A three-dimensional model allows identification of cohesive zone model parameters at film/substrate interface, from experimental buckle shape. An adhesion energy of 2 J.m-2 , a critical strength of 20 MPa and a mode mixity parameter of 0.4 are determined. These values are in good agreement with literature
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Dufour, Régis. "Influence d'un couple axial sur le comportement dynamique des rotors flexibles." Lyon 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LYO19011.
Анотація:
Dans le domaine de la conception de machines tournantes, l'étude de leur comportement vibratoire tient une place importante. A certianes vitesses de rotation, qualifiées alors de critiques, le système résonne et admet des vibrations de flexion de fortes amplitudes. Ces vitesses critiques peuvent évoluer en fonction des sollicitations extérieures, dont la plus évidente pour un rotor est le couple de torsion indiut par l'opposition du couple moteur et du couple résistant. D'après la bibliographie existante, l'influence d'un couple axial de torsion sur le comportement dynamique en flexion est de deux ordres : si le couple est constant, elle appartient à la famille des effets secondaires de la poutre en flexion ; si le couple est alternatif, l'arbre est le siège de zones d'instabilité de fréquences différentes de celles du couple d'excitation, et vibre avec de grandes amplitudes transversales. Pour étudier ces deux effets, on élabore un dispositif expérimental, non tournant, et on aborde plusieurs méthodes de résolution. L'apport de ce travail paraît le suivant : une méthode approchée qui facilite la compréhension des phénomènes, une analyse des modes par la méthode des éléments finis pour un couple constant, une recherche expérimentale mettant en évidence l'influence du couple constant et permettant l'observation de différents types d'instabilité lorsque le couple admet une composante aleternative
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Mikchevitch, Alexei. "Méthodologie de simulation d'assemblage/ désassemblage de composants flexibles : Application à la simulation de pièces de type « poutres flexibles » dans un environnement de réalité virtuelle." Phd thesis, Grenoble INPG, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011292.
Анотація:
Il est important, pour la développement rapide et à moindre coût d'un produit, de considérer différentes contraintes liées à la conception, l'assemblage/ désassemblage (A/D), l'usinage, l'ergonomie, etc. L'utilisation des outils comme les systèmes de réalité virtuelle (RV) donne une nouvelle dimension en terme de développement efficace du produit. Cette thèse propose d'appliquer les technologies de RV à l'étude/ optimisation des systèmes mécaniques complexes et, en particulier, à la simulation d'A/D de composants flexibles. Afin de tenir compte d'un comportement complexe de ces pièces, une telle simulation est basée sur leur modélisation mécanique. Le modèle non-linéaire de poutres flexibles est utilisé, adapté à des spécificités de la RV, étudié et intégré dans un démonstrateur de simulation. Une telle modélisation permet de générer des informations réalistes (efforts, déformations, trajectoires d'A/D,...) et de les utiliser dans l'étude/ évaluation adéquate et rapide des opérations d'A/D en se basant sur la méthodologie proposée. Cette méthodologie tient compte des spécificités dues à la simulation mécanique temps réel, à la caractérisation des propriétés du matériau, aux interfaces de RV, aux problèmes des modèles CAO. Ainsi, les problèmes de stabilité numérique et de recherche rapide de solutions adéquates, la validation expérimentale, les contraintes d'interfaçage en RV, la caractérisation d'A/D à travers des expérimentations physiques et numériques, etc. sont considérés dans ce mémoire. De nombreux tests et exemples montrent l'intérêt de la démarche proposée vis-à-vis des besoins industriels.
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Janfaoui, Sabri. "Électronique CMOS en silicium microcristallin sur substrat flexible transparent." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S119.
Анотація:
Le travail de cette thèse consiste à transférer la technologie de fabrication du silicium microcristallin sur un substrat flexible et transparent. Cette technologie de fabrication est réalisée dans le laboratoire à une température <180°C. Le substrat étudié et choisi pour assurer ce transfert technologique est le PEN Q65FA (Polyethylene naphthalate) produit par DuPont Teijin Film. Les N-TFTs fabriqués sur PEN sont assez uniformes et reproductibles. L'étude de la stabilité électrique de ces N-TFTs a montré que ces N-TFTs sont assez stables, la tension de seuil VTH ne se décale que de 12% au bout de 4 heures de stress. Les P-TFTs sont faisables sur PEN, leurs caractéristiques électriques sont encourageantes mais ils nécessitent des travaux complémentaires afin de les perfectionner. Ces TFTs sont soumis à un stress mécanique en tension et en compression. La mobilité des électrons augmente (40%) en fonction du stress en tension et diminue en fonction du stress en compression. Inversement, la mobilité des trous diminue en fonction du stress en tension et augmente (27%) en fonction du stress en compression. Ces TFTs ne fonctionnent plus quand ils sont soumis à un rayon de courbure inférieur à 1 cm. Cela est dû au craquement de la couche de nitrure de silicium utilisée comme couche d'encapsulation du substrat et comme isolant de grille. Autrement, la couche de silicium microcristallin utilisée comme couche active craque aussi à faible rayon de courbure. Cette couche peut résister à cette faible courbure en réduisant son épaisseur à 50 nmThe aim of this thesis is to fabricate both types of microcrystalline silicon TFTs N and P (Thin Film Transistors) on flexible and transparent substrate. The microcrystalline silicon technology was optimized in our laboratory at low temperature <180°C. The flexible and transparent chosen substrate is PEN Q65FA (Polyethylene naphthalate) produced by DuPont Teijin Film. N-type microcrystalline silicon top-gate TFTs are successfully fabricated on PEN. These N-TFTs are fairly uniform and replicable. Likewise, N-TFTs are stable under gate bias stress of +15V, the VTH shift was only 12% during four hours. Furthermore, P-TFTs are demonstrated on PEN, the characteristics of these P-TFTs are adequate and they need further work. Both types of these TFTs are mechanically solicited. Tensile and compressive strains were applied by bending TFTs with different curvature radius varying between infinite (flat) and 0. 5 cm. Electron mobility increases (40%) with tensile strain and decreases with compressive one. In contrast, hole mobility decreases with tensile strain and increases (27%) with compressive one. This behaviour is mainly due to the variation of silicon properties. TFTs work until a radius of 1 cm and fail after. Failure occurs mainly from the cracking of silicon nitride that is used as encapsulation layer of the substrate and as gate insulator. Also, it occurred by cracking of the microcrystalline silicon that is used as an active layer. This can be avoided by reducing the thickness of the active layer to 50 nm
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Taghbalout, Meryem. "Programmation et commande d’un robot à deux bras pour la manipulation et l’assemblage de pièces flexibles par des tâches collaboratives." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0165.
Анотація:
Cette thèse a pour objectif principal de développer une loi de commande pour contrôler un robot à deux bras afin de remplir les tâches de manipulation et de garantir les aspects de sécurité pour l'homme et le robot. Pour y parvenir, nous avons présenté un aperçu des études qui ont été menées dans ce cadre. Ensuite, nous avons procédé à la modélisation cinématique géométrique et dynamique du robot. Nous avons utilisé le logiciel SYMORO+ pour calculer son modèle dynamique. Au terme d'une présentation détaillée de la méthode d'identification des paramètres des robots manipulateurs, nous avons appliqué celle-ci de manière concrète sur notre propre robot. Ceci nous a permis d'obtenir un vecteur de paramètres capable de garantir une matrice d'inertie définie positive pour toute configuration d'articulation du robot, tout en assurant une bonne qualité de reconstruction du couple pour des vitesses articulaires à la fois constantes et variables. Grâce à cette identification dynamique, nous avons pu réaliser un simulateur précis du robot sur Matlab/Simulink. Les forces externes du robot ont été estimées à partir du module dynamique identifié et une validation expérimentale a été décrite. Pour faire appliquer des lois de commande sur un robot industriel, il a été nécessaire de réfléchir à une communication externe sur le robot. L'approche adoptée a été présentée ainsi que sa réalisation sur le robot. Cette dernière, nous a permis de programmer en python toutes nos problématiques à mettre en œuvre sur le robot. Après avoir validé toutes les étapes préalablement citées nous sommes partis vers l'implémentation de la commande sur le robot. La tâche principale que nous avons adoptée est le dénudage des câbles. A cet effet, nous avons choisi de réaliser une commande hybride force/position dans laquelle les forces externes sont contrôlées afin de garantir l'absence de dommages sur les câbles à dénuder. Le robot qui a servi à réaliser toutes les expériences est le robot IRB14000 YuMi de Abb. Toutes les expériences réalisées dans le cadre de ce projet ont été décrites et présentées. Ce travail de thèse a été réalisé dans le cadre du projet Robotix Academy financé par le fonds européen de développement régional INTERREG V-A Grande RégionThe main objective of this thesis is to develop a control law to control a two arm robot in order to achieve the manipulation tasks and to ensure the safety aspects for the human and the robot. To accomplish this, we presented an overview of the studies that have been conducted in this context. Thereafter, we proceeded to the kinematic and dynamic robot modeling. In order to calculate its dynamic model, we used the SYMORO+ software. After giving a detailed presentation of the method for identifying the parameters of manipulator robots, we applied it in a concrete way on our own robot. This allowed us to obtain a vector of parameters able to ensure a positive defined inertia matrix for any robot joint configuration, as well as a good quality of torque reconstruction for both constant and variable joint speeds. Thanks to this dynamic identification, we were able to realize an accurate simulator of the robot on Matlab/Simulink. The external forces of the robot have been estimated from the identified dynamic modulus and an experimental validation has been described. To apply control laws on an industrial robot, it was necessary to think about an external communication on the robot. The adopted approach was presented as well as its realization on the robot. The latter allowed us to program in python all our problems to be implemented on the robot. After having validated all the steps previously mentioned we moved on to the implementation of the control on the robot. The main task we adopted is the stripping of the cables. For this purpose, we chose to implement a hybrid force/position control in which the external forces are controlled in order to guarantee the absence of damage on the cables to be stripped. The robot used to perform all the experiments is the IRB14000 YuMi robot from Abb. All the experiments performed in this project have been described and presented. This thesis work was carried out within the framework of the Robotix Academy project financed by the European regional development fund INTERREG V-A Grande Région
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Dong, Hanpeng. "Microcrystalline silicon based thin film transistors fabricated on flexible substrate." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S173/document.
Анотація:
Le travail de cette thèse porte sur le développement de transistors en couche mince (Thin Film Transistors, TFTs) à base de silicium microcristallin fabriqués sur un substrat flexible à très basse température (T< 180 °C). La première partie de ce travail a consisté à étudier la stabilité électrique de ces TFTs. L'étude de la stabilité électrique des TFTs de type N fabriqués sur verre a montré que ces TFTs sont assez stables, la tension de seuil VTH ne se décale que de 1.2 V au bout de 4 heures de stress sous une tension de grille VGSstress= +50V et à une température T=50 °C. L'instabilité électrique de ces TFTs est principalement causée par le piégeage des porteurs dans l'isolant de grille. La deuxième étape de ce travail s'est concentrée sur l'étude du comportement de ces TFTs sous déformation mécanique. Ces TFTs sont soumis à un stress mécanique en tension et en compression. Le rayon de courbure minimum que les TFTs pouvaient supporter est r=1.5 mm en tension et en compression. La limitation de la déformation mécanique de ces TFTs est principalement due à la contrainte mécanique du nitrure de silicium utilisé comme isolant de grille des TFTs. Autrement dit, ces TFTs sont mécaniquement fiables et présentes une faible variation du courant ION, de l'ordre de 1%, même après 200 cycles de déformation mécanique. Ces résultats obtenus laissent entrevoir la possibilité de concevoir une électronique flexible pouvant être pliée en 2. Enfin, les TFTs sont fabriqués avec différents isolants de grille afin d'augmenter la mobilité d'effet de champ. Malheureusement, aucun isolant de grille utilisé dans ces études n'a permis d'augmenter la mobilité d'effet de champ sans dégrader la stabilité électrique des TFTs. Des études plus détaillées et des optimisations complémentaires sur ces isolants de grille sont nécessairesThis work deals with the development of microcrystalline silicon thin film transistors (TFTs) fabricated on flexible substrate at low temperature (T=180 °C). The first step of this work consists in studying the electrical stability of TFTs. The N-type TFTs fabricated on glass substrate are electrically stable under gate bias stress VGStress= +50V at T=50 °C. The threshold voltage shift (ΔVTH) was only 1.2 V during 4 hours. This electrical instability of TFTs is mainly due to carrier trapping inside the silicon nitride gate insulator. The second step of this work lies in the study of the mechanical behavior of the TFTs. Both tensile and compressive strains were applied on TFTs. The minimum curvature radius is r=1.5 mm for both tension and compression. The main limitation of TFTs comes from the mechanical strain εlimit of silicon nitride used as gate insulator of TFTs. Also, these TFTs are mechanically reliable: the variation of ION current was only 1% after 200 cycles mechanical bending. These results obtained open the way to the development of flexible electronics that can be folded in half.Finally, TFTs have been fabricated using different gate insulators in order to improve the mobility. Unfortunately, all the gate insulators used couldn’t improve mobility without sacrificing electrical stability of TFT. More detailed studies and complementary optimization of these gate insulators are necessary
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Argoud, Maxime. "Mécanismes de collage et de transfert de films monocristallins dans des structures à couches de polymères." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00848111.
Анотація:
Les matériaux polymères sont à l'heure actuelle peu considérés dans le vaste domaine des micro et nano technologies. Ils présentent toutefois certaines propriétés remarquables en comparaison des matériaux traditionnels de la microélectronique. Par exemple leur déformabilité et leur légèreté permettent d'envisager des fonctions de supports flexibles pour des composants électroniques. Par ailleurs, ils offrent des solutions d'assemblage de matériaux de diverses natures. Cette étude porte précisément sur ces deux thématiques. En premier lieu, nous avons étudié les mécanismes de collage impliqués dans l'assemblage de substrats de type silicium par une couche de polymère. D'autre part, nous avons proposé des modèles de mécanisme de transfert de films monocristallins sur polymère. Les propriétés mécaniques des matériaux considérés, principalement du silicium monocristallin et des polymères de type vitreux et caoutchoutique, ainsi que leurs épaisseurs, peuvent varier sur plusieurs ordres de grandeur selon la configuration considérée. L'originalité de l'étude est de déterminer et d'aborder des configurations expérimentalement favorables, par des modèles mécaniques simples, élaborés à partir de lois d'échelle. Nous avons proposé, dans un premier temps, ces modèles pour expliquer des résultats liés à des configurations particulières et ainsi démontrer la pertinence de cette approche. Le cœur de notre étude porte sur le transfert de films monocristallins, aussi fins qu'une centaine de nanomètres d'épaisseur, sur polymère par adaptation du procédé Smart-CutTM (transfert par implantation ionique et fracture). En comparaison d'une configuration standard de cette technologie, nous avons notamment étudié l'impact des propriétés mécaniques propres aux polymères (de types vitreux ou caoutchoutique). Les méthodes en loi d'échelle nous ont ainsi permis de proposer des mécanismes de transfert, de l'échelle du nanomètre jusqu'à la fracture macroscopique. Nous avons également exposé un exemple d'application concret par la réalisation d'objets microélectroniques modèles sur et dans un film monocristallin de silicium. La structure, composée d'un film de quelques micromètres d'épaisseur supporté par un polymère, constitue ainsi une structure flexible d'un point de vue mécanique.
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Monnier, Philippe. "Conception et optimisation de transducteurs colocalisés pour l'amortissement actif de structures flexibles." Besançon, 2005. http://www.theses.fr/2005BESA2082.
Анотація:
Ce mémoire est consacré à l’amortissement actif des structures flexibles. Il est composé de quatre parties décrivant l’élaboration, l’optimisation, la simulation et la mise en œuvre du système de contrôle. La première partie évalue différentes stratégies de contrôle envisageables en terme de stabilité et de robustesse. L’amortissement actif colocalisé est préféré comme étant la seul méthode permettant d’assurer un contrôle stable et robuste. La seconde partie est consacrée à l’étude des caractéristiques de la loi de contrôle colocalisée IFF (Integral Force Feedback). Une étude de sensibilité aboutit à l’identification des variables mécaniques caractérisant l’efficacité de cette stratégie de dissipation non-optimale. Un critère est alors proposé pour optimiser les transferts de puissances mécaniques entre la structure et les transducteurs. Sa pertinence est par la suite vérifiée par des études numériques et expérimentales. Ainsi, la troisième partie décrit le contrôle actif d’une plaque par le bord. Différents ensembles de conditions aux limites permettent d’illustrer l’effet des variables de conception sur l’efficacité du contrôle. La conformité des résultats numériques et expérimentaux obtenus permet de valider les concepts théoriques en soulignant l’importance de l’impédance relative des transducteurs par rapport à celle du système. La dernière partie est consacrée à l’amortissement actif des vibrations d’un pare-brise automobile. Plusieurs lois de contrôle sont envisagées, et leur efficacité est évaluée par des mesures holographiques. Cette application a permis de mettre en évidence les difficultés rencontrées pour contrôler des structures fortement amortiesThis work is focused on the active damping of flexible structures. It is divided into four parts dealing with the design, the optimisation, the simulation and the implementation of the control system. In the first part, the stability and robustness of different control strategies are investigated. Collocated active damping is preferred for being the only stable and robust method. The characteristics of the collocated Integral Force Feedback control strategy are studied in a second part. The mechanical parameters that characterize the efficiency of this non-optimal dissipation strategy are identified through a sensitivity analysis. A criterion is proposed to optimize the mechanical power transfer between the structure and the transducers. Its relevance is then proved by numerical and experimental studies. Thus, the third part describes the active vibration control of a plate. Different plate systems are considered to emphasize the effect of mechanical impedances on the control implementation. The agreement of the numerical and experimental results validates the theoretical concepts while underlining the importance of the relative impedance of the transducers with respect to that of the system. The last part is devoted to the vibration control of an automotive windscreen. The efficiency of several control laws is investigated, and their efficiency evaluated by holographic measurements. This final case has revealed the difficulties encountered by controlling highly damped structures
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Yin, Binbin. "Contribution au pilotage réactif des sytèmes flexibles d'assemblage : méthode d'équilibrage dynamique." Besançon, 1995. http://www.theses.fr/1995BESA2035.
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Bettaieb, Mohamed Nizar. "Modélisation du comportement mécanique d'engrenages : couplages entre engrènements et éléments de structures flexibles." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0030/these.pdf.
Анотація:
Ce travail vise à prédire le comportement dynamique de réducteurs à engrenages comportant des éléments de structures flexibles. Le modèle développé est une approche hybride qui consite à combiner des éléments finis de poutre classiques, des fondations élastiques pour les contacts entre dents et, pour les parties structurelles flexibles des sous-structures issues de modèles éléments finis tridimensionnels. L'arbre et le corps du pignon (denture exclue) sont modélisés par des éléments poutres en flexion, torsion et traction-compression. Le contact entre deux dents est assimilé à deux fondations élastiques de Pasternak de caractéristiques différentes liées par des raideurs de contact indépendantes. Pour intégrer un corps de roue à voile mince (denture exclue), un maillage éléments finis tridimensionnel de type brique est construit. L'introduction de ce maillage dans les équations du mouvement impose une réduction de la taille de ce modèle basée sur une méthode de réduction modale. Les résultats montrent une influence certaine de la flexibilité de la roue à voile mince sur le comportement statique (distribution de charge) et dynamique (coefficient dynamique globale) des réducteursThe present work is aimed at predicting the static and dynamic behavior of geared transmissions comprising flexible components. The proposed model adopts a hybrid approach, combining classical beam elements, elastic foundations for the simulation of tooth contacts, and sub-structures derived from 3D finite element grids for flexible parts. The pinion shaft and body are modeled via beam elements which simulate bending, torsion and traction. Tooth contact deflections are described using time-varying elastic foundations (Pasternak foundations) connected by independent contact stiffness. In order to account for thin-rimmed gears, a 3D finite element model of the gear (excluding teeth) is set up and a pseudo-modal reduction technique is used prior to solving the equations of motion. Depending on the gear structure, the results reveal a potentially significant influence of thin rims on both quasi-static and dynamic behavior, i. E. , load distributions and dynamic factors
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Nguyen, Van Lan Rémi. "Etude numérique de l'interation entre une couche limite turbulente et une paroi flexible." Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX22099.
Анотація:
L'interaction fluide-structure est traitee a travers le simple exemple d'une plaque rectangulaire placee sous un ecoulement turbulent. Il s'agit dans ce travail de simuler numeriquement d'une part le mouvement de la plaque excitee par le champ de fluctuations de pression parietale (probleme structure) et d'autre part d'evaluer l'effet du mouvement de la plaque sur le comportement de la couche limite turbulente (clt) (probleme fluide). Le probleme structure est traite en supposant la plaque placee dans un milieu fluide au repos et excitee par un champ de pression de type clt (modele de corcos). L'interaction entre le fluide et la plaque est prise en compte par l'intermediaire de l'impedance de rayonnement. Le probleme fluide est resolu a l'aide des equations de navier-stokes pour lesquelles une modelisation de type energie cinetique-dissipation est utilisee. L'influence du mouvement de la plaque est prise en compte par l'energie produite par son mouvement et une equation modelisant la diffusion de cette energie a travers la clt. Les resultats montrent une modification des quantites turbulentes et du profil de la vitesse moyenne, surtout dans la zone externe de la couche limite
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Meunier, Michel-Bernard. "Éléments méthodologiques pour la conception de systèmes flexibles d'assemblage." Besançon, 1989. http://www.theses.fr/1989BESA2057.
Анотація:
A partir de travaux anterieurs definissant les processus d'assemblage, et les niveaux hierarchiques d'un systeme d'assemblage dans une situation mono-produit, nous proposons des extensions pour concevoir des systemes flexibles d'assemblage de familles de produits en s'appuyant sur des cas industriels. Depuis la redaction du cahier des charges, notre approche cherche a lier produits et processus en identifiant des structures canoniques de type piles et couches ulterieurement solidarisees en blocs. Puis nous abordons la typologie de familles de produits et leur representation sous forme de graphes et de grammaires. Nous proposons une formalisation de la conception d'un produit et d'une famille de produit sur la base de meta-composants; entites abstraites resultant d'un besoin fonctionnel. Pour chaque type de famille et en developpant la notion de bloc a une entite de l'equipement, nous deteminons des familles de processus (gammes-blocs) et les consequences sur l'architecture generale d'un systeme flexible d'assemblage
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Pujol, Thomas. "Étude mécanique des gels d'actine branchés." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2012. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00874094.
Анотація:
Les réseaux formés par les filaments d'actine jouent un rôle fondamental en mécanique cellulaire, puisqu'ils contribuent grandement à la forme des cellules, à leur capacité à migrer et à leurs propriétés mécaniques. Durant ma thèse, nous nous sommes intéressés aux propriétés mécaniques des gels d'actine branchés présents dans le lamellipode. Dans le cadre de ma thèse, nous avons développé une nouvelle technique de mesure basée sur l'attraction dipolaire entre des colloïdes magnétiques nous permettant de mesurer le module de Young de gels d'actine reconstitués à la surface des particules à l'aide de la machinerie Arp2/3. Notre technique nous permet de réaliserun très grand nombre de mesures.Les faibles barres d'erreur ainsi obtenues nous ont permis d'étudier, pour la première fois, le lien entre les propriétés microscopiques architecturales des gels et leur réponse mécanique. Nous avons observé une forte rigidification du gel avec une augmentation de la concentration en protéine nucléatrice des branches Arp2/3 et en protéine de coiffe gelsoline durant la croissance du gel, montrant ainsi un lien entre l'architecture du réseau et son élasticité. De plus, nous avons étudié le lien entre le module élastique des gels, la flexibilité des filaments et l'augmentation des contraintes internes. Ces différentes études pointent en direction d'une réponse mécanique des gels d'actine à structure dendritique d'origine enthalpique, contrairement aux gels d'actine polymérisés en solution, dont l'élasticité est d'origine entropique.
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Abousleiman, Vincent. "Comportement dynamique des trains planétaires et épicycloïdaux : conditions de contact instantanées et influence de sous-ensembles flexibles." Lyon, INSA, 2004. http://www.theses.fr/2004ISAL0054.
Анотація:
Ces travaux, réalisés en collaboration avec la société Hispano-Suiza, visent à mieux prédire le comportement dynamique des trains planétaires et épicycloïdaux comportant des parties particulièrement déformables. Le modèle développé se caractérise par une approche hybride combinant des paramètres concentrés (solaire, satellites) et des modèles éléments finis tridimensionnels pour les composants les plus flexibles (couronne, châssis porte-satellites). Ces sous-structures sont condensées par une méthode modale pour la couronne et une méthode de modes contraints pour le châssis porte-satellites. La contribution des liaisons par engrenage est prise en compte via des éléments d’engrenages avec rigidités d’engrènement dépendantes du temps et éventuellement non-linéaires. Des corrections de forme et certains défauts de montage et de fabrication sont introduits. Les équations du mouvement sont intégrées par un schéma de Newmark couplé à un algorithme de contact permettant d’analyser les conditions de contact instantanées sur tous les engrènements. Les résultats montrent une influence certaine de la flexibilité de la couronne et du châssis sur le comportement statique (distribution de charge) et dynamique (vitesses critiques) des réducteursThis work in co-operation with Hispano-Suiza is aimed at improving the prediction of the dynamic behaviour of planetary/epicyclic geared trains, especially for systems with very flexible parts. The proposed hybrid models combine classical lumped parameter representations (sun gear, planets) and three-dimensional finite elements models used for the most flexible components (ring gear, carrier). The large FE substructure models are reduced by means of a modal approach (ring gear) or a constraint mode method for planet carrier. Gear meshes are taken into account through specific gear elements based on time-dependent non-linear mesh stiffnesses. Shape deviations and some usual manufacturing and mounting errors have been introduced in the model. A time integration Newmark scheme is coupled with a normal contact algorithm which verifies instantaneous contact conditions on all gear flanks. The main results show that modelling ring gear and planet carrier as deformable bodies has a significant influence on static and dynamic behaviour of planetary gear sets
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Le, Scornec Julien. "Micro-générateurs aéroélectriques flexibles pour l’auto-alimentation de capteurs communicants." Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4039.
Анотація:
L’avènement de l’Internet des Objets a fait de la récupération d’énergie ambiante un enjeu majeur dans le but d’alimenter les microsystèmes communicants. Dans ce contexte, les travaux réalisés dans cette thèse portent sur le développement d'un micro-générateur piézoélectrique flexible, capable de convertir l’énergie mécanique de faibles flux d’air. L’objectif est de rendre certains microsystèmes autonomes en énergie, ou du moins de permettre de prolonger leur durée d’utilisation avec la récupération d'énergie. Les micro-générateurs flexibles sont fabriqués à partir de films minces de zircono-titanate de plomb (PZT) de 3 μm d’épaisseur encapsulés entre des films de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET). Le procédé de fabrication des micro-générateurs a été optimisé afin d’accroître leur rendement. Ainsi, l’optimisation de la structure d’électrodes et de la géométrie du générateur a permis de multiplier par 625 la puissance maximale récupérée. Dans cette étude, les micro-générateurs ont été soumis à différents types de sollicitations mécaniques (pot-vibrant, système de traction/compression et soufflerie) de manière à évaluer leur aptitude à la récupération d’énergie. Ainsi, les essais en soufflerie ont montré qu’il était possible de récupérer une puissance de 38 μW à 10 Hz lorsqu‘un générateur était soumis à un faible courant d'air (6 m/s). Ce générateur a permis d’alimenter un capteur de température communicant durant plusieurs cycles de mesures/envoi des donnéesThe advent of the Internet of Things has rendered the ambient energy harvesting a major issue for powering communicating microsystems. In this context, this work focuses on the development of a flexible piezoelectric micro-generator able to convert the mechanical energy from low airflows. The objective is to develop autonomous microsystems, or at least to extend their lifespan with energy harvesting. To harvest ambient energy, the flexible micro-generators are made of 3 μm-thick lead zirconate titanate (PZT) thin films encapsulated between polyethylene terephthalate (PET) films. The manufacturing process of the micro-generators has been optimized in order to increase their energy efficiency. Both the optimization of the electrode structure and the geometry of the generator made the maximum harvested power increase by a factor of 625. In this work, to characterize the energy harvesting, the micro-generators were excited with different systems (shaker, traction/compression system and wind tunnel). Thus, wind tunnel tests have shown that it was possible to harvest a power of 38 μW at 10 Hz when the generator was subjected to a low airflow (6 m/s). This generator allowed to power a communicating temperature sensor during several measurement/data transmission cycles
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Grouthier, Clément. "Récupération d'énergie et vibrations induites par vortex de structures flexibles." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00875763.
Анотація:
Les vibrations induites par vortex (VIV) d'un solide immergé interagissant fortement avec son sillage sont des oscillations auto-entretenues. Les VIV peuvent atteindre des amplitudes significatives lorsque la fréquence du détachement tourbillonnaire est proche d'une des fréquences propres de la dynamique du solide, et constituent donc un mécanisme d'interactions fluide/structure intéressant pour extraire de l'énergie d'un écoulement. Les VIV de structures flexibles sont par conséquent analysées dans cette thèse à la fois numériquement, grâce au concept d'oscillateur de sillage, et expérimentalement. Nous démontrons ainsi qu'il est possible d'extraire efficacement de l'énergie d'un écoulement grâce aux VIV d'un câble. Nous prouvons également que la flexibilité de la structure lui permet d'adapter sa dynamique aux sollicitations fluctuantes du sillage pour extraire efficacement de l'énergie de l'écoulement, grâce à (i) l'excitation de ses différents modes de vibrations, dans le cas d'un câble tendu équipé de récupérateurs d'énergie périodiquement distribués, chapitre 2, ou (ii) l'apparition d'ondes progressives de VIV transportant l'énergie lorsque l'on considère un câble suspendu par un unique récupérateur d'énergie, chapitre 3.
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Duran-Venegas, Eduardo. "Modélisation et optimisation d'un rotor à pales flexibles." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0195.
Анотація:
Historiquement, les rotors ont été développés pour la propulsion et la génération d’énergie. Pendant des années, grands efforts de recherche ont été fournis pour les éoliennes et les hélicoptères. Or, des nouvelles applications comme les drones nécessitent une recherche plus approfondie. La flexibilité du rotor et les conditions de fonctionnement particulières constituent un défi pour l'optimisation de leur design. Dans cette thèse, on propose un modèle fluide-structure qui prend en compte la flexibilité des pales dans des conditions de fonctionnement non-conventionnelles. Le modèle est suffisamment simple et robuste pour la réalisation d'études paramétriques extensives. Il comprend des modèles pour le sillage et la structure flexible du rotor. Deux modèles du sillage sont considérés: un modèle classique de Joukowski et un modèle généralisé. Dans le modèle classique, deux vortex sont émis par pale, l’un sur la pointe et l’autre sur l’axe. Dans le modèle généralisé, le tourbillon axial est décalé par rapport au centre. Une analyse de stabilité est réalisée pour les solutions dérivées avec le modèle classique. La nature convective/absolue de l’instabilité est étudiée pour différentes conditions de fonctionnement. Les solutions stationnaires du sillage sont utilisées pour calculer le champ de vitesse induit dans le plan rotor. Ainsi, à partir de la loi de Kutta-Joukowski et de la théorie des éléments de pale (BET), on peux déterminer les charges aérodynamiques exercés sur les pales. Le couplage du rotor avec son sillage est alors implémenté pour une configuration rigide. Finalement, la flexibilité de la pale est prise en compte à l’aide d’un modèle de poutre élastiqueRotors have been historically developed for harvesting and propulsion. For wind turbines and helicopters, decades of research have been done to optimize their design. For recent applications, such as drones, no such a research effort has been made. The high flexibility of the rotor and the different operational conditions still constitute challenging issues for their design. In this work, a coupled fluid-structure model is proposed, taking into account the flexibility of the blades in non-conventional operational conditions.The model is sufficiently simple and robust to permit extensive parameter studies. It includes a model for the wake, a model for the flexible rotor structure and the coupling. Two different wake models are considered: a classical Joukowski model, where two vortices are emitted per blade, one at the tip and one at the axis, and a generalized Joukowski model where the axial vortex is replaced by a hub vortex emitted away from the center. A stability analysis of the solutions derived with the classical Joukowski model is performed. The convective/absolute nature of the instability is analysed for various operational conditions.Stationary wake solutions are used to calculate the flow in the rotor plane. Kutta-Joukowski law and Blade Element Theory are applied to obtain the aerodynamic loads exerted on the blades. The full coupling of the rotor with its wake is first implemented for a rigid configuration. Coupled solutions are obtained for different rotors and compared to experimental and numerical data published in the literature. Finally, blade flexibility is considered using a rod model for the blade
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Paraz, Florine. "Oscillation d'une plaque flexible dans un écoulement." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4327/document.
Анотація:
La physique de nage d’une nageoire caudale flexible est étudiée expérimentalement grâce à une plaque flexible immergée dans un écoulement uniforme. Le bord d’attaque est forcé par un mouvement harmonique, tandis que le bord de fuite répond passivement au forçage. Une résonance en amplitude dans la réponse est mise en évidence et révèle une forte interaction entre les fréquences naturelles de la plaque et celles du forçage. Les résultats expérimentaux suggèrent un rôle non trivial de l’amplitude de forçage, qui souligne le rôle des non linéarités dans ce problème. Pour avoir une meilleure compréhension de l'origine de ces non linéarités, un modèle analytique faiblement non linéaire a été développé. Nous supposons une plaque d'épaisseur nulle immergée dans un écoulement potentiel, sujette à une force de traînée résistive. La déflection de la plaque a ensuite été décomposée en un mode rigide, mimant le forçage en pilonnement et en modes propres de flexion d’une poutre dans le vide. Les prédictions de la réponse en amplitude et en fréquence du système forcé sont alors calculées. Les fréquences de résonances, ainsi que l’enveloppe de la déflection, sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Les performances du système, mesurées à travers la poussée générée, est également correctement prédite par la modélisation. L’accord entre les expériences et le modèle est étendu à une étude trouvée dans la littérature. Une optimisation analytique a été conduite et étendue à l’application de la bio-robotiqueThe physics of the swimming with a flexible caudal fin is studied experimentally by the means of an elastic plate immersed in a uniform water flow. The leading edge of the plate is forced into a harmonic motion, while its trailing edge responds passively to this actuation. A resonance response in amplitude is demonstrated, revealing a strong interaction between the natural frequencies of the plate and the forcing frequencies. Experimental results suggest a non-trivial role of the forcing amplitude, emphasizing the role of non linearities in this problem. To gain better insight into the origin of these non linearities, a weakly non linear model is developed. We model a quasi two-dimensional plate of zero thickness immersed in a potential flow and subject to a resistive drag-like force. The plate deflection is then decomposed into a forcing heaving mode and natural flexural modes. Predictions of the response in amplitude and frequency to a heave forcing system are then calculated. The frequencies of the resonances, as well as the shapes of the deflection, match the experimental results. The performance of the system measured through the generated thrust, is well predicted by the modelling. The experimental and modelling results presented here show (very) good agreement with the literature. Finally, an analytical optimization is undertaken and potential applications to bio-robotic are suggested
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Brunet, Serge. "Réduction du bruit dans une cavité parallélépipédique supportant une plaque flexible, comparison entre les contrôles actifs mécanique et acoustique." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1995. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/mq21725.pdf.
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Brunet, Serge. "Réduction du bruit dans une cavité parallélépipédique supportant une plaque flexible : comparaison entre les contrôles actifs mécanique et acoustique." Mémoire, Université de Sherbrooke, 1995. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/977.
Анотація:
Depuis une quinzaine d'années, le concept du contrôle actif a été ou est sur le point d'être implanté dans plusieurs domaines industriels. La popularité de cette solution, qui vise essentiellement à réduire un bruit indésirable en générant un second bruit d'une manière à les superposer destructivement, est attribuable aux résultats impressionnants obtenus de nos jours depuis le développement de matériels électronique et informatique puissants et performants. Le présent ouvrage traite de l'application du contrôle actif du champ acoustique dans une cavité parallélépipédique couplée à une plaque rectangulaire flexible simplement supportée excitée mécaniquement. Le contrôle actif est appliqué sur ce système en utilisant une contre-excitation mécanique sur la plaque ou une contre-excitation acoustique affleurant les parois de la cavité. Une étude bibliographique a révélé qu'une comparaison systématique entre ces deux types de contrôles n'avait jamais été effectuée. Le but visé par cet ouvrage est donc de comparer les contrôles actifs mécanique et acoustique dans le but de déterminer dans quelle mesure et circonstance l'un est préférable à l'autre. Cette comparaison a été effectuée analytiquement. Dans un premier temps, on a développé la formulation analytique décrivant le comportement acoustique et vibratoire du système plaque-cavité parallélépipédique soumis à des sollicitations mécaniques de type force sur la plaque et des excitations acoustiques de type piston dans la cavité. Dans un deuxième temps, on a développé l'aspect contrôle en utilisant des fonctions coûts indicateurs de la qualité du contrôle comme la pression quadratique moyennée dans le temps et le volume et la sommation de la pression quadratique sur des points discrets dans le volume de la cavité. Les formulations analytiques ont été intégrées dans un programme (CABIN) qui permet de simuler le comportement vibroacoustique du système avant et après l'application du contrôle actif, qu'il soit global ou local, par une force appliquée sur la plaque ou un piston affleurant une des parois de la cavité. Ce programme a été confronté à des cas publiés dans la littérature avec succès. Une étude vibroacoustique expérimentale a été menée en laboratoire sur un montage physique fidèle au modèle. Des mesures acoustiques et vibratoires ont été acquises à l'aide de ce système dansle but de confronter le programme à des mesures expérimentales sans l'aspect contrôle. Les comparaisons, effectuées au niveau de la vitesse quadratique de la plaque et la pression quadratique à l’intérieur de la cavité, ont révélé une excellente concordance entre la théorie et l'expérience. Ayant validé avec succès le programme CABIN, ce dernier a donc été mis à profit en simulant plusieurs cas de contrôle actifs. Ces cas ont méticuleusement été élaborés de façon à mettre en lumière les différences entre les contrôles actifs mécanique et acoustique. Au terme de ces simulations, l’analyse a révélé que le contrôle actif mécanique sur la plaque est presque invariablement préférable au contrôle actif acoustique dans la cavité.
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Karajani, Pirro. "Équilibrage modal de rotors flexibles : application à une machine." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD795.
Анотація:
Le rotor d'une machine tournante est affecté par des balourds inconnus qui engendrent des forces tournantes responsables de vibrations. La relation entre les balourds et les vibrations s'exprime par les coefficients d'influence. Leur détermination s'effectue par une procédure expérimentale sous réserve d'un comportement suffisamment linéaire et répétable. L'étude montre que ces coefficients peuvent être déterminés à l'aide d'un modèle du rotor, soit directement par les réponses aux balourds de ce modèle, soit à partir de ses caractéristiques modales (pulsations propres, modes propres à droite et à gauche). La qualité des résultats est observée par la comparaison de l'équilibrage d'un rotor obtenu, soit par voie entièrement expérimentale, soit par utilisation des résultats issus de la modélisation. Ce modèle ne peut être exploité que si son recalage est réalisé avec une précision suffisante. La méthode de recalage retenue s'appuie sur les matrices de sensibilité qui relient les caractéristiques modales du rotor et de son modèle à des grandeurs choisies : ce sont ici les matrices impédances identifiant les liaisons du rotor au sol qui sont ajustées après un premier recalage du modèle sur les pulsations et modes propres du rotor en état libre-libre. Si les écarts entre coefficients d'influence du rotor et du modèle ne sont pas nuls après recalage, des corrections complémentaires peuvent être apportées en tenant compte des caractéristiques modales expérimentales et en admettant l'identité des balourds modaux calcules et expérimentaux. La démarche mise en œuvre sur un rotor simple montre la faisabilité de la méthode.
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Anglada, Alexis. "Introduction de mécanisme de flexibilité dans la programmation par contraintes sur les domaines continus." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066261.
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Lecavelier, des Etangs-Levallois Aurélien. "Report de technologie SOI-CMOS sur substrat flexible : une approche convergente vers les hautes fréquences et la stabilité des performances sous déformation mécanique." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10058/document.
Анотація:
Le développement de nombreuses applications nomades, souples, déformables et sur de larges surfaces nécessite la réalisation de circuits mécaniquement flexibles, intégrant des capacités d‘interaction avec l‘environnement, de communication et de traitement de signal. Une part importante de ces applications provient actuellement de l‘industrie de l‘électronique organique, ou intègre des films semiconducteurs à forte mobilité sur des substrats plastiques afin d‘atteindre de meilleures performances. La combinaison de hautes performances électroniques (ondes millimétriques, faible bruit), et d‘une bonne flexibilité mécanique avec la stabilité des propriétés électroniques lors de déformations représente un des grands défis de l‘électronique future. Lors de ces travaux, une procédure d‘amincissement puis de transfert sur un film plastique des composants CMOS initiallement réalisés conventionnellement sur des tranches SOI (silicium sur isolant) a été développée. Cette solution permet la réalisation de transistors MOS flexibles et performants : possédant des fréquences caractéristiques fT/fmax de 150/160GHz et des performances en bruit NFmin/Ga de 0.57/17.8dB. De plus, positionner le plan neutre de l‘ensemble au niveau de la couche active du transistor permet de réduire les variations de propriétés électroniques à 5% même lors de déformations agressives. La réalisation de composants souples, performants et stable a ainsi été démontréeThe ability to realize flexible circuits integrating sensing, signal processing, and communicating capabilities is of central importance for the development of numerous nomadic applications requiring foldable, stretchable and large area electronics. A large number of these applications currently rely on organic electronics, or integrate high mobility active films on plastic foils to provide higher performance. A key challenge is however to combine high electrical performance (i.e. millimeter wave, low noise electronics), with the mechanical flexibility required to conform to curvilinear surfaces, in addition to high stability of these electrical performance upon deformation. In this work, a solution has been developed, based on thinning and transfer onto plastic foil of high frequency (HF) CMOS devices initially processed on conventional silicon-on-insulator (SOI) wafers. This transfer process first enables the fabrication of high performance electronics on plastic, with n-MOSFETs featuring characteristic frequencies fT/fmax as high as 150/160GHz in addition to low noise potentialities: NFmin/Ga of 0.57/17.8dB. Secondly, by locating the neutral plane of the flexible system in its active layer, the relative variation of these high frequency figures-of-merit can be limited to 5% even after aggressive bending, demonstrating flexibility, high performance and stability
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Windal, Timothée. "Etude en laboratoire du gonflement des sols : mise au point d'un oedomètre flexible et étude du gonflement tridimensionnel." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-291-292.pdf.
Анотація:
Le travail de thèse porte sur une étude expérimentale du comportement des matériaux gonflants. Il s'intéresse plus particulièrement au comportement tridimensionnel et à l'anisotropie du gonflement. Le travail a été réalisé à l'aide d'un oedomètre flexible qui permet l'étude du gonflement suivant des chemins de chargement variés. Le travail de thèse comporte quatre parties. La première concerne l'étude bibliographique du comportement des sols gonflants et son influence sur les ouvrages souterrains. Les différents mécanismes de gonflement, la caractérisation de ces sols par des essais de laboratoire ainsi que les principaux résultats sur l'aspect tridimensionnel du gonflement sont abordés. Cette partie s'achève par une analyse des principaux désordres rencontrés dans les tunnels et par une revue des différents modèles développés pour le dimensionnement de tunnels. La deuxième partie est consacrée à la présentation du dispositif expérimental réalisé. Après une description de l'appareillage, de son dimensionnement et de son étalonnage, on présente le mode opératoire suivi pour la réalisation des essais de gonflement. Une étude de répétabilité de différents types d'essais réalisés est présentée. La troisième partie présente les résultats d'une étude expérimentale réalisée sur une argile compactée dans le but de valider notre dispositif expérimental et d'étudier le comportement tridimensionnel des matériaux gonflants sur des chemins proches de ceux du sol en place. Les résultats mettent en évidence l'interaction des chemins de chargement dans une direction sur le gonflement dans les autres directions. Enfin, la dernière partie décrit les résultats des essais de gonflement réalisés sur deux matériaux " intacts " intervenant dans des projets de construction de tunnels. Les résultats obtenus confirment les tendances observées sur le matériau compacté.
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Martin, Maverick. "Structures spatiales déployables constituées de mètres rubans : analyse et implémentation de modèles de poutre à section flexible." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0571/document.
Анотація:
Les mètres rubans sont utilisés comme dispositif de déploiement car ils sont légers, compacts, se déploient de manière autonome et ont une capacité d'auto-blocage en position déployée. Ces structures élancées de forme cylindrique présentent un comportement complexe avec formation de plis localisés. Leur modélisation est donc difficile : bien que des modèles de poutre à section flexible (RFleXS) aient été développés. Les travaux réalisés consistent à développer des outils numériques d'aide au dimensionnement de structures déployées par des rubans. Un modèle RFleXS adimensionné dédié aux rubans peu profonds est introduit et analysé, mettant en évidence des liens avec le modèle de barre d'Ericksen régularisé. Ces liens expliquent la formation de plis et caractérisent les trois zones constitutives d'un pli. On détermine de façon analytique le nombre et la position des points de bifurcation des branches de solution obtenues pour un essai de flexion pure d'un ruban. Un enrichissement de la cinématique de section est intégré dans les modèles RFleXS. Les simulations de flexion de ruban montrent alors une bonne corrélation avec les modèles de coque. Une nouvelle formulation des modèles RFleXS est implémentée et conduisant au développement de deux outils numériques : un code de calcul par éléments finis complet et un élément à deux noeuds intégré dans un code commercial. Des essais de flexion réalisés sur des rubans composites viennent compléter ces travaux afin de confronter les simulations numériques à des essais réels. Bien que des écarts soient observés, le comportement global du ruban est bien retranscrit par les modèles de poutre à section flexibleDue to their lightness, compactness, their autonomous deployment and their ability to self-locking while deployed, tape-springs are considered to deploy structures. These slender and cylindrical structures highlight a complex behaviour because of the formation of localised folds. Tape-springs are then difficult to model but a rod model with flexible cross-section (RFleXS) has been developed in order to characterise the tape-spring behaviour.The purpose of this PhD was to develop numerical tools dedicated to design structures deployed by tape-spings. A dimensionless form of the RFleXS model dedicated to shallow tape spring has been developed and links with a regularised Ericksen's bar have been made. These links help to explain folds creation and to determine characteristics of the three constitutive areas of a fold. Analysis of the dimensionless model leads to determine the finite number and the position of bifurcation points for the pure bending of a tape-spring. The cross-section kinematic is enriched; simulations of bending tests then show a good correlation with shell models. A new implementation of RFleXS models is introduced, leading to the creation of two numerical tools: a full finite element software and a one-dimensional element with two nodes incorporated in Abaqus. Some bending experiments have been performed in order to compare simulations with measured data. Even if discrepancies are observed, these comparisons show that the tape-spring overall behaviour is well predicted by rod models with flexible cross-section
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Richelot, Julien. "Contrôle actif de structures flexibles par commande prédictive généralisée." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30020.
Анотація:
Le propos de ce travail est d'effectuer le contrôle actif d'une maquette de ballottement constituée d'une poutre encastrée-libre, dotée d'un réservoir en son extrémité. Il a d'abord s'agit de modéliser et dimensionner la structure. De par sa complexité, nous avons eu recours à un logiciel de calculs par éléments finis, qui a fourni les paramètres électromécaniques à partir desquels un modèle est obtenu. La loi de commande devra appréhender un contexte multi-modes et multivariables et être suffisamment robuste, les interactions fluide/structure et configurations de remplissage du réservoir étant vues comme des incertitudes autour d'un modèle nominal. La Commande Prédictive Généralisée a été choisie. Les résultats expérimentaux de l'emploi du GPC pour effectuer le contrôle actif sont probants. Au delà des performances du correcteur et de sa compacité, cette loi permet d'obtenir globalement le même comportement du système corrigé d'une configuration de remplissage du réservoir à l'autreThe aim of this study is to perform the active damping of a sloshing structure, i. E. A free-clamped beam with a tank. The first step is to model and DIMENSION the structure. Because of its complexity, a Finite Elements software has been used, to compute the electromechanical parameters from which the model is deducted. Then comes the choice of the control law, which must handle a multimode and MIMO context and must be robust, the fluid/structure interactions and the several filling configurations of the tank being seen as uncertainties around a nominal model. Generalized Predictive Control has been chosen. The use of GPC to perform the active damping of the flexible structure is interesting. The controller is efficient and compact; moreover the results show the same global behaviour for the looped system, from one filling configuration of the tank to another
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Yang, Ke. "Etude de la dynamique des matériaux poreux hybrides de type MOFs sous l'effet de la pression mécanique." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20092.
Анотація:
Les matériaux hybrides de type MOFs sont des solides poreux dans lesquels des centres métalliques sont reliés entre eux par des ligands organiques. Il est possible, non seulement de faire varier la taille et la géométrie de leurs porosités, mais aussi de moduler leurs compositions chimiques en modifiant à la fois la nature de la brique inorganique et des groupements sur le ligand organique. Cette nouvelle famille de matériaux a fait l'objet d'une attention particulière ces dernières années pour des applications potentielles dans différents domaines à fort intérêt socio-économique comme le captage ou la séparation de gaz ou bien encore la catalyse. Au-delà d'une stabilité chimique et thermique, ces matériaux doivent être aussi suffisamment résistants mécaniquement pour s'adapter au mieux aux contraintes de l'application visée (mise en forme de l'échantillon, conditions opératoires….). Il est donc impératif de connaître les propriétés mécaniques de ces nouveaux matériaux, sujet qui n'a fait l'objet à ce jour que de très peu d'études. L'objectif de ce travail est donc de mettre en œuvre des mesures de diffraction des rayons X et neutrons sur grands instruments afin de caractériser dans un premier temps le comportement structural du matériau flexible MIL-53 (MIL pour Matériaux de l'Institut Lavoisier) sous l'application d'une pression mécanique modérée (P~1 GPa) en fonction de la nature du métal (Al,Cr) et de la fonction greffée sur le ligand organique (-H, -Cl, -CH3). Ces données expérimentales sont ensuite discutées à partir de résultats issus de la simulation moléculaire. L'étape suivante consiste à étudier l'effet du confinement de molécules de solvants dans les pores de ce solide sur la transition structurale du réseau hôte. Enfin, deux familles de MOFs rigides, la MIL-125(Ti) et l'UiO-66(Zr) (UiO pour Unversité d'Oslo) sont considérées afin de caractériser non seulement leur domaine de stabilité mécanique en pression (Pmax~ 5 GPa) mais aussi leur compressibilité. Les résultats ainsi obtenus sont comparés aux performances mécaniques des meilleurs MOFsMetal Organic Framework (MOF) materials have been the focus of intense research activities over the past 10 years, with the emergence of a wide range of novel architectures, constructed from inorganic clusters linked by organic moieties. In order to maintain their useful functionalities and high performances in the different fields explored so far (gas storage/separation, catalysis, sensors and many others), besides high chemical and thermal stabilities, MOFs must be also stable enough to resist to different mechanical constraints in both processing and applications. Indeed, there is nowadays a growing interest to characterize the mechanical behaviours of this class of materials under moderate and high applied pressure. This work first aimed to probe the pressure dependence of the structural behaviour of the highly flexible MIL-53 system [MIL stands for Materials of Institut Lavoisier] as a function of the nature of (i) the metal center (Al,Cr) and (ii) the functional group grafted on the organic linker (-H,-Cl,-CH3) using a combination of high-pressure x-ray/neutron diffraction and molecular simulations. The same methodology was further applied to probe how the presence of guest molecules affects the structural transition of this class of hybrid porous solids. Finally, the mechanical stability and the compressibility of two families of rigid MOFs, the MIL-125(Ti) and the UiO-66(Zr) [UiO stands for University of Oslo] up to high pressure (P~5 GPa) have been investigated and their properties in terms of bulk modulus were compared with the most resilient MOFs reported so far
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Algarra, Nicolas Pierre. "Pénétration d'une fibre flexible dans un milieu granulaire dense." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066500/document.
Анотація:
Nous étudions de manière expérimentale un cas d’interaction fluide/structure entre une fibre élastique et un milieu granulaire dense proche du jamming. Dans notre dispositif expérimental horinzontal, un milieu granulaire bidimensionnel, aléatoire et dense est en interaction avec une fibre élastique encastrée. L'extrémité encastrée de cette fibre est en translation par rapport aux grains tandis que son extrémité libre fait initialement face au flux de grains dans une géométrie de pénétration, avant de se défléchir par interaction avec les grains. Les paramètres de contrôle de notre système sont la compacité du milieu granulaire, la longueur et la rigidité de la fibre. Notre dispositif nous permet de mesurer la déformée de la fibre, les efforts que les grains exercent sur la fibre, notamment la force de traînée et de suivre les réorganisation du milieu granulaire. Sous certaines conditions expérimentales, nous avons observé que ce système présente plusieurs régimes d'évolution. A faible et à forte déflexions de la fibre, le système connaît une évolution stochastique, liée à la nature aléatoire du milieu granulaire : respectivement de petites fluctuations de la fibre autour de sa position d'équilibre et des événements brusques de balayage de la fibre en flexion associés à des avalanches granulaires. La transition entre ces deux régimes est associée à une brisure de symétrie qui affecte tant la fibre que le milieu granulaire. Dans une première partie, nous étudions comment la déflexion de la fibre est influencée par les paramètres de contrôle, en particulier par l'écart au jamming. Dans une seconde partie, nous montrons qu'une asymétrie de densité se développe dans le milieu granulaire lorsque la fibre est suffisamment défléchie. Dans une troisième partie, nous tentons de comprendre l'évolution des forces mesurées à l'aide de simulations numériques de l'Elastica sur une poutre sous chargement. Enfin, nous proposons un modèle de compaction des grains par la fibre qui est en bon accord avec l'évolution expérimentale du système. Une application de cette thèse est la compréhension des mécanismes de pénétration d'une racine ou d'une tige dans un sol granulaireWe study experimentally a fluid/structure interaction between an elastic fiber and a dense granular medium near the jamming transition. In our horizontal setup, a bidimensionnal and dense random packing is interacting with a clamped elastic fiber. The clamped end of the fiber is in translation relative to the the grains while the free end faces initially the grain flux in a penetration geometry before being deflected by grain/fiber interactions. The control parameters of our system are the packing fraction of the medium, the length and the rigidity of the fiber. Our setup allows us to measure the deflected shape of the fiber, the forces exerted by the grains on the fiber (including the drag force) and to follow the reorganizations of the granular medium. Under some experimental conditions, we observed that this system exhibits several regimes of evolution. For low and large fiber deflections, the system evolves stochastically as a consequence of the random nature of the granular medium : respectively small fluctuations of the fiber around its equilibrium position and sudden events of unlozding of the fiber in flexion associated to granular avalanches. The transition between those two regimes is associated with a symmetry breaking that affects the granular medium as well as the fiber. In a first part, we study how the fiber deflection is influenced by the control parameters, particularly by the distance to jamming. In a second part, we show that a packing fraction asymmetry appears in the granular medium when the fiber is deflected enough. In a third part, we try to understand the evolution of the measured forces using numerical simulations of the Elastica on a constrained beam. Finally, we propose a model of compaction of the grains by the fiber that is in a good aggreement with the experimental evolution of the system. An application of this thesis is the understanding of the mechanisms involved in the penetration of a root or a beam in a granular soil
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Zaidani, Mouna. "Modélisation numérique de la mise en oeuvre des matériaux composites par les procédés d'infusion sous membrane flexible." Le Havre, 2012. http://www.theses.fr/2012LEHA0018.
Анотація:
La modélisation des procédés de mise en œuvre des matériaux composites par infusion, nécessite la prise en compte du couplage hydro-mécanique entre l’écoulement de la résine et la déformation de la préforme fibreuse. Dans ce travail nous avons intégré un modèle de formation de vides à un modèle numérique pour le traitement du couplage hydro-mécanique en milieux fibreux déformable. Ce modèle de couplage hydro-mécanique est basé sur des équations de conservation moyennées obtenues par une prise de moyenne, sur un VER (Volume Elémentaire Représentatif) déformable, des équations de conservation locales relevant de la mécanique des milieux continus (masse, quantité de mouvement). Afin de mieux contrôler ces procédés d’infusion, où les étapes d’infiltration de la résine et de la compression du renfort se déroulent simultanément, il est important de prédire le temps d’infusion, l’évolution de l’épaisseur de la pièce et le taux de défaut. Le modèle de formation de défauts intégré ici est basé sur un modèle mathématique permettant de prédire l’évolution de la répartition et du taux volumique des défauts (micro-vides et macro-vides) dans la pièce en fonction des paramètres procédé. Une attention particulière sera protée à l'étude et l'analyse de l'influence de la déformabilité du renfort fibreux sur les caractéristiques (porosité, taux de vaide,. . . ) de la pièce obtenueIn the infusion process, it is important to take into account the reinforcement deformation as well as the resin flow. Moreover, the analysis of the process physics clearly shows the existence of a hydro-mechanical coupling between two phenomena. In this work , a numerical tool to model the hydro-mechanical coupling of unsaturated deformable fibrous medium, considering a void formation and compression/tow saturation model is presented. The case study of two phase defromable medium requires an analyse of the pore scale phenomena and an up-scaling method on a Representative Volume (REV) of the local mass conservation equations, the reinforcement compressibility and the resin flow occur simultaneously ans there is thus a mutula influence between the two solid and liquid phases. It is important to simulate the infusion process by calculating the maximum height infused by the resin, the final height of the part, the infusion time and the content and entrapped air un the final part. In the simulation code, a void formation model is integrated considering two different flows in the macropore and the micropore, respectively, the viscous flow ans the capillary wicking. The influence of fibrous medium deformation on the fiber tow saturation and void formation during infusion is presented too
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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.
Анотація:
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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Kromer, Valérie. "Analyse des forces musculaires au cours de la marche : approche en corps rigide et simulation en mécanismes plans flexibles par éléments finis." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL040N.
Анотація:
Ce travail s'inscrit dans le projet européen calies, dont l'objectif est de rétablir la locomotion de patients paraplégiques par stimulation électrique directe de leurs muscles. La première partie porte sur l'analyse et l'évaluation des forces musculaires agissant au cours de la marche normale. Le modèle musculaire retenu est celui de Hill. Les moments aux articulations sont obtenus par une étude dynamique inverse, à partir d'une description cinématique du mouvement. Le problème de synergie musculaire est résolu selon deux méthodes d'optimisation statique, la première consistant à minimiser l'activité musculaire globale, la seconde la fonctionnelle énergie totale. Dans un deuxième temps, la simulation de la marche en corps rigide, pendant la phase oscillante, est réalisée. Elle met en évidence l'instabilité naturelle du genou portant et illustre la nécessité du contrôle de l'extension du genou (contrôle des vastes pour le verrouillage de l'articulation et des ischiojambiers pour l'amortissement du mouvement). Dans une troisième partie, la méthode des éléments finis est appliquée à l'étude du mécanisme flexible constitué des segments squelettiques des extrémités inferieures. Le rôle des masses musculaires est, non seulement de produire le mouvement, mais également de contrôler la déformation élastique du squelette. L'appareil musculosquelettique est optimal en termes de conception mécanique, car il garantit simultanément la sécurité du système et une dépense énergétique minimale
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Mohd, Zawawi Fazila. "Analyse aéroélastique d'une pale flexible composite : application au microdrone." Thesis, Toulouse, ISAE, 2014. http://www.theses.fr/2014ESAE0027/document.
Анотація:
The vision driving the work reported herein is to investigate the fluid-structure interac-tion (FSI) effects of the flexible laminated blades for tilt-body micro-air-vehicles (MAV)proprotors in hover and forward flight configurations. This is in order to exploit the po-tential of flexible-bladed proprotor over the rigid-bladed proprotor in the enhancementof proprotor performance during hovering and cruising at a target forward speed. Forthat, the FSI model taking into account the specific problems devoted to MAV-sizedproprotor made of laminate composite was developed. The FSI model combines aerody-namic model adapting Blade Element Momentum (BEM) theory and structural modeladapting Anisotropic Finite Element Beam (AFEM) theory. The aerodynamic model isdeveloped to be capable of adapting in the analysis on low Reynolds number proprotors.In the structural model, the blade is modeled as an elastic beam undergoing deflectionsin flap, lag, and torsion to capture the coupling effects in anisotropic materials, adaptsthe structural analysis on proprotor blades made of laminate composite. The reliabilityof the developed FSI model is verified through a validation on both aerodynamic andstructural models, separately, on several MAV-sized proprotors. As for a direction to theanalysis on passively-adaptive proprotor blades, an optimal design on actively-adaptiveproprotor was carried out. For this, a program for designing the optimum rigid blades atsingle-point (for either isolated cruise-point or isolated hover-point) and multiple-point(combined cruise and hover point) for proprotors have been developed. The proceduresin the optimal design program employs the numerical iterative inverse design method,based upon the minimum thrust induced losses (MIL). Even if the work in this thesiswas directed primarily towards the proprotor, however, the propulsion system from themotor part was not neglected since the propulsion efficiency is a crucial factor to the suc-cess of MAVs. A cheap and time-effective method of proposing the best motor from theselected commercial motors was developed, based on Taguchi’s method. The sensitivityof the total power consumption to the variation of value of each motor design variableswas also studied. The benefit of the use of tip body in the blade and the effect of bendingon the induced twist and on the thrust degradation, respectively, were also analyzed andidentified. Finally, the systematically designed passively-adaptive composite proprotors were evaluated under steady operating conditions. Hovering and cruise propulsive performance, characterized by total power Ptotal, were compared between the rigid-bladed and flexible-bladed proprotors. As a result of the comparison, the flexible-bladed proprotor with fixed system is found to be capable of slightly enhancing the performance through the reduction in Ptotal over its optimal rigid-bladed proprotorL’idée principale du travail rapporté ici est d’étudier les effets de l’intéraction fluide-structure (FSI) de pales laminées flexibles pour les proprotors de micro véhicules aériens(MAV) de type tilt-body dans les configurations de vol stationnaire et en avant. Eneffet, le but est d’exploiter les possibilités offertes par les proprotors à pales flexiblespar rapport aux proprotors à pales rigides pour améliorer leur performance dans cesphases de vol. Le modèle FSI a été développé à cet effet. Ce modèle tient compte desproblèmes spécifiques liés aux proprotors de MAV faits de composite laminé. Il com-bine l’adaptation de modèle aérodynamique par la théorie d’élement de pale (BEM) etl’adaptation de modèle structurel par la théorie des éléments finis de poutre anisotropes(AFEM). Le modèle aérodynamique est développé pour être capable de s’adapter àl’analyse des proprotors à bas nombres de Reynolds. Dans le modèle structural, la paleest modélisée comme une poutre élastique subissant des déviations dans la flexion, latraction et la torsion afin de capturer les effets de couplage de matériaux anisotropes.Il adapte l’analyse structurale des pales du proprotor faites de composite laminé. Lafiabilité du modèle FSI développé est vérifiée à travers une validation par modèles aéro-dynamique et structural, séparément, sur plusieurs proprotors de MAV. Afin de se dirigervers une analyse de pales de proprotors à adaptation passive , une recherche de designoptimal a été effectuée pour des proprotor à adaptation active. Pour cela, un programmepour la conception de pales rigides optimales à un unique point de fonctionnement (soitle vol de croisière soit le vol stationnaire) et à plusieurs points (combinant croisière etvol stationnaire) ont été développés. Les procédures du programme de design optimalemploient les mèthodes de design inverse par itération numérique, sur la base de pertesde poussée induites minimales (MIL). Même si le travail dans cette thèse a été dirigéprincipalement vers le proprotor, la partie moteur du système de propulsion n’a pasété négligée puisque l’efficacité de la propulsion est un facteur crucial pour le succès desMAVs. Une méthode simple et rapide de sélection du meilleur moteur parmi les moteurscommerciaux choisis est élaborée sur la base de la méthode de Taguchi. La sensibilitéde la consommation d’énergie totale à la variation de la valeur de chaque variable deconception du moteur a été étudiée. Le bénéfice de l’utilisation de la charge à la pointe de la pale et l’effet de la flexion sur la torsion induite et sur la dégradation de la poussée respectivement ont aussi été analysés et identifiés. Enfin, les proprotors à pales flexibles conçues systématiquement ont été évalués dans des conditions de fonctionnement stables. Performances en vol stationnaire et performances croisière propulsive, caractérisées par la puissance totale Ptotal ont été comparées entre les proprotors à pales rigides et à pales flexibles. En tant que résultat de la comparaison, les proprotors à pales flexibles s’avère capable d’améliorer légèrement les performances par la réduction de la Ptotal surson optimal proprotors à pales rigides
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Caer, Yves. "Contribution à l'étude du comportement mécanique de conteneurs souples." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG0110.
Анотація:
Les conteneurs souples dont il est ici question sont de grands sacs en toile polypropylene assembles par couture, pouvant recevoir entre 250 et 3000 litres de produits granules ou pulverulents. Ce memoire traite du comportement mecanique de telles enveloppes dans les conditions des essais normalises fondamentaux : elingage a rupture et chute sur le fond. Les modeles proposes sont orientes vers des applications industrielles immediates, ce qui exige une connaissance pratique du comportement mecanique des toiles polypropylene et de l'effet des coutures d'assemblage, ainsi que de l'action des produits de remplissage. L'etude experimentale de ces trois facteurs determinants occupe donc une part importante de l'expose. L'interpretation theorique des phenomenes observes puise essentiellement dans les principes elementaires de la mecanique et de la resistance des materiaux, afin d'apporter des solutions de type analytique aux problemes du bureau d'etudes.
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Kuhm, David. "Contribution à la modélisation et à l'optimisation d'accumulateurs de bandes flexibles, incluant l'étude du frottement bande/rouleau." Thesis, Mulhouse, 2011. http://www.theses.fr/2011MULH4271.
Анотація:
Cette étude se focalise principalement sur la modélisation et l’amélioration d’un accumulateur industriel de bande. Le premier chapitre présente la modélisation non-linéaire, puis la linéarisation autour d'un point de fonctionnement, d’un accumulateur industriel comportant un chariot pneumatique ou motorisé. Cette modélisation complète prend en compte les non-linéarités des différents types d’actionneurs du chariot. Les paramètres mécaniques les plus influents sur les performances de ces accumulateurs sont mis en évidence, puis les stratégies de commandes industrielles classiques sont testées sur ces accumulateurs. Le second chapitre présente l’optimisation des performances de l’accumulateur. Des améliorations de la commande sont réalisées : prise en compte de la robustesse, optimisations multi-objectifs, nouvelles structures de commandes. Ces améliorations montrent un net gain des performances concernant la tension de bande à la sortie de l'accumulateur. De nouvelles structures d’accumulateurs incluant un danseur sont proposées, améliorant fortement les performances. Une comparaison des performances des différents accumulateurs est présentée. Le dernier chapitre présente l’étude du frottement bande textile/rouleau. Le comportement au frottement de bandes textiles glissant sur un rouleau est identifié. L'évolution du coefficient de frottement est déterminée expérimentalement pour différents paramètres et types de bandes. Suite à ces mesures, un modèle de bande défilant sur un rouleau, incluant coefficient de frottement et perte d’adhérence est proposé et montre l’influence du coefficient de frottement sur la réponse du système à une variation de vitesse de bandeThis study focuses mainly on modeling and optimization of industrial web accumulators. The chapter one presents the nonlinear model of an industrial accumulator including a pneumatic actuated or a motorized carriage. The nonlinear model is then linearized around a working point. This model takes into account nonlinearities of both carriage actuators. The most influent mechanical parameters on the accumulator performances are highlighted and then, classical industrial control strategies are tested on the modeled accumulators. The chapter two concerns the accumulator performances optimization. Firstly, controllers are improved by taking into account the robustness against parameter variations, by using multi-objective controllers optimization or by using new control strategies. All these improvements show drastic performances gain. New accumulator structures including a dancer roll are proposed and improve also the accumulator performances. A performances comparison of the entire presented accumulator is presented at the end of this chapter. The last chapter presents the study of the friction between textile fabric and roll. The friction behavior of a web sliding on a roll is identified. The friction coefficient evolution is experimentally determined for different experimental parameters and kind of webs. These measures have permitted to build a model of a web sliding on a roll. This model, including the friction coefficient and the adherence loss between web and roll highlights the response of the web/roll system against web velocity variation
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Philippe, Justine. "Intégration hétérogène de systèmes communicants CMOS-SOI en gamme millimétrique sur substrat flexible." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10178/document.
Анотація:
Le développement de nombreuses applications nomades, souples, déformables et sur de larges surfaces nécessite la réalisation de circuits mécaniquement flexibles, intégrant des capacités d'intéraction avec l'environnement, de communication et de traitement du signal. Une part importante de ces applications proviennent actuellement de l'industrie de l'électronique organique, mais l'apparition de nouvelles méthodes de fabrication a permis la réalisation de dispositifs à la fois souples mécaniquement et électriquement performants. En outre, les techniques de report sur substrat souple présentent de nombreux avantages (flexibilité mécanique, conservation des propriétés originelles, intégration hétérogène possible). Lors de ces travaux, une procédure d'amincissement puis de transfert sur film souple (métal, verre) des composants CMOS initialement réalisés sur des tranches SOI (silicium sur isolant) a été développée. Cette solution permet la réalisation de transistors MOS flexibles et performants possédant des fréquences caractéristiques fT/fmax de 165/188 GHz. De plus, l'utilisation d'autres matériaux que le plastique permet de modifier les propriétés originelles d'un dispositif en termes de dissipations thermiques ou de distorsions harmoniques par exemple, afin d'en améliorer les performances. La réalisation de composants souples, performants et stables a donc été démontréeThe ability to realize flexible circuits integrating sensing, signal processing, and communicating capabilities is of central importance for the development of numerous nomadic applications requiring foldable, stretchable and large area electronics. A large number of these applications currently rely on organic electronics, but new fabrication methods permitted to realize flexible mechanically and electrically efficient devices. Besides the transfert on flexible substrates offers many advantages (mechanical flexibility, preservation of original properties, possible heterogeneous integration). In this work, a solution has been developed, based on thinning and transfert onto flexible substrate (metal, glass) of high frequency (HF) CMOS devices initially patterned on conventional silicon-on-insulator (SOI) wafers. This transfer process first enables the fabrication of high performance electronics on metal, with n-MOSFETs featuring characteristic frequencies fT/fmax as high as 165/188 GHz. Secondly, the use of materials other than plastic permit to modify the original properties of a device in terms of thermal dissipation or harmonic distorsions for example, demonstrating flexibility, high performance and stability
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Babanezhad, Kaveh. "Inspection géométrique des pièces flexibles sans gabarit de conformation." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAI023.
Анотація:
Les pièces mécaniques fabriquées tel que les feuilles de métal et les pièces à paroi mince, ont souvent des différences géométriques significatives par rapport à leurs modèles CAD nominaux car ils ont une forme considérablement différente dans une condition d’état libre en raison de la gravité et/ou la tension résiduelle. Par conséquence, les fixtures de conformation coûteux sont traditionnellement utilisés pendant les opérations d’inspection géométriques à la phase de contrôle de qualité. L’objective de cette étude est de développer les méthodes d’inspection géométriques automatisées des pièces flexibles qui ne nécessiteraient pas d’utilisation des fixturesIn manufacturing, quality control (QC) is an essential phase of a product’s lifecycle management (PLM) as it ensures customers receive parts within permissible tolerance ranges and free from defects. Given that all manufactured parts often have geometrical differences compared to their nominal computer-aided design (CAD) models, performing geometrical inspections becomes critical during the QC phase. Nowadays, actual measurements and defect identification during geometrical inspections have been semi-automated through the use of computer-aided inspection (CAI) software. Such software can simplify the inspection into a data acquisition task (contact-based probing or non-contact scanning of the part) followed by semi-automated procedures in a software environment. Despite their growing popularity and practicality, currently available CAI software assume the input acquired data are from a rigid part. This assumption is a major limitation given that not all manufactured parts are rigid, and in some sectors such as the aeronautical industries a considerable percentage of all manufactured components (35 to 40 percent) possess some nonrigid behavior. In other words, CAI software can only be used when a part maintains its shape in both free-state and state-of-use positions. Free-state shape is that which a part has without inspection fixture support and/or before assembly, whilst state-of-use shape is that which is defined in the nominal CAD. Although free-state and state-of-use positions are the same for rigid parts, some mechanical parts such as sheet metals and skins (thin-wall featured parts) often have significantly large geometric deviations in a free-state position compared to their nominal CAD models due to the effects of gravity and residual stress. Referring to such parts as flexible, the aforementioned deviations force the QC technicians to traditionally use a variety of inspection fixtures and conformation jigs in order to maintain flexible parts in their state-of-use position before using conventional CAI software. Without fixation, the free-state elastic geometric deviation of flexible parts would be mistaken by CAI software as plastic deformations and as a result identified as defects. With fixation, the aforementioned free-state deviations are removed before data acquisition, and whatever deviations remain can be inspected as potential defects. However, multiple disadvantages exist in using fixtures including: time consuming set-up process (e.g. 60+ hours for a skin panel in the aerospace industry), considerable purchase and operating expenses, limitations of standard fixture kits in some scenarios, big errors in CAI analysis if fixation has not been conducted correctly, etc. Such disadvantages have recently led researchers to:1) try to circumvent use of fixtures by digitally deforming (or better called registering) the acquired free-state pointcloud/mesh data of a flexible part until it superimposes onto the part’s corresponding nominal CAD model, thereby elastically deforming the data to obtain an optimal state-of-use shape whilst avoiding neutralization of any existing manufacturing defects2) and to try to introduce dedicated defect identification modules with higher degrees of automation (compared to conventional semi-automated CAI tools)In this thesis the same two goals are pursued. A bi-criterion registration method (and two algorithms/demos based upon it) is proposed to achieve the first goal, thereby enabling defect identification of flexible parts in conventional CAI software without the use of fixtures. This is followed by introducing an automated method for fast approximation of defect amplitudes (and an algorithm/demo based upon it) to achieve the second goal. Validation was conducted against a number of virtual (simulated) and experimental industrial case studies. Obtained satisfactory results reflect the effectiveness and utility of the proposed methods
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Guilbert, Bérengère. "Hybrid modular models for the dynamic study of high-speed thin -rimmed/-webbed gears." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI127/document.
Анотація:
Ces travaux de thèse ont été réalisés grâce à une collaboration entre Safran Helicopter Engines (anciennement Turbomeca) et le Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (LaMCoS) de l’INSA de Lyon (UMR CNRS 5259). Les boîtes de transmission par engrenages des moteurs d’hélicoptères convoient la puissance mécanique du turbomoteur aux accessoires (pompes, démarreur) et au rotor. Leur conception dépend des nécessités des équipements embarqués, en particulier l’allègement pour réduire la consommation en carburant. Les engrenages haute vitesse de la transmission sont allégés grâce à des enlèvements de matière dans les corps sous la denture, les voiles-minces. Un modèle dynamique d’engrenages a été développé pendant ce projet de recherche. Son approche modulaire permet l’inclusion conjointe des sollicitations dues aux vibrations de l’engrenage et de la nouvelle flexibilité des voiles-minces. Il dérive d’un modèle à paramètres concentrés, comprenant des arbres en poutre, des paliers et carters sous forme de raideurs additionnelles et un élément d’engrenage rigide inclus par son nœud central. Hypothèse est faite que tous les contacts sont situés sur les lignes de contact du plan d’action. Ces lignes sont discrétisées selon des tranches-minces dans les dents et la déviation normale des cellules est recalculée à chaque pas de temps selon la déflexion de la denture. Le nouveau modèle remplace l’engrenage rigide par une modélisation EF du pignon et/ou de la roue condensée sur les nœuds de jante. Une interface lie les raideurs du plan d’action discrétisé aux éléments finis du corps d’engrenage. L’élément prend donc en compte à la fois les sollicitations de l’engrenage et le comportement statique et modal des corps flexibles en dynamique. Des comparaisons sont faites avec des données numériques et expérimentales. Elles attestent de la capacité du nouveau modèle à prédire le comportement dynamique des engrenages flexibles à hauts régimes de rotation. Ces résultats intègrent entre autres des données locales et globales en dynamique. Finalement, le modèle est utilisé sur les deux cas académiques validés pour visualiser les effets des corps flexibles plus en détails. Un premier focus sera fait sur la déflexion statique due aux charges d’engrènement et sur l’optimisation sur le fonctionnement dynamique possible. Puis, les impacts des sollicitations de l’engrènement sur le voile en rotation seront étudiés. Enfin, le pignon et la roue seront affinés, afin de visualiser l’optimisation massique possible et son impact sur la dynamique de l’engrenageThe research work presented in this manuscript was conducted in the Contact and Structural Mechanics Laboratory (LaMCoS) at INSA Lyon, in partnership with Safran Helicopter Engines (formerly-Turbomeca). In helicopters, the power from the turboshaft is transmitted to the rotor and the various accessories (pumps, starters etc…) via transmission gearboxes. In the context of high-speed, light-weight aeronautical applications, mechanical parts such as gears have to meet somehow contradictory design requirements in terms of reliability and mass reduction thus justifying precise dynamic simulations. The present work focuses on the definition of modular gear dynamic models, capable of integrating both the local phenomena associated with the instant contact conditions between the tooth flanks and the more global aspects related to shafts, bearings and particularly the contributions of light thin-rimmed /-webbed gear bodies. The proposed models rely on combinations of condensed sub-structures, lumped parameter and beam elements to simulate a pinion-gear pair, shafts, bearings and housing. Mesh elasticity is time-varying, possibly non-linear and is accounted for by Winkler foundations derived from a classic thin-slice model. The contact lines in the base plane are therefore discretised into elemental segments which are all attributed a mesh stiffness function and a normal deviation which are updated depending on the pinion and gear angular positions. The main originality in this PhD consists in inserting condensed finite elements models to simulate flexible gear bodies while keeping the simple and faster rigid-body approach for solid gears. To this end, a specific interface has been developed to connect the discretised tooth contact lines to the continuous finite element gear body models and avoid numerical spikes in the tooth load distributions for example. A number of comparisons with numerical and experimental results show that the proposed modelling is sound and can capture most of the quasi-static and dynamic behaviour of single stage reduction units with thin-webbed gears and/or pinions. The model is then applied to the analysis of academic and industrial gears with the objective of analysing the contributions of thin, flexible bodies. Results are presented which highlight the role of centrifugal effects and tooth shape modifications at high speeds. Finally, the possibility to further improve gear web design with regard to mass reduction is investigated and commented upon
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Akue, Ludi. "Un cadriciel pour la vérification en ligne, générique, flexible et évolutive de configurations de systèmes communicants complexes." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2344/.
Анотація:
Les systèmes communicants complexes constituent une base fondamentale de la vie d'aujourd'hui. Ils supportent de plus en plus de services et d'usages critiques, essentiels tant aux entreprises et administrations qu'à la société en général. L'exemple-type est celui d'Internet avec l'ensemble de ses services et usages variés, architectures et média allant de petits équipements mobiles comme les smartphones aux systèmes critiques à grande échelle comme les clusters de serveurs et le cloud. Il devient dès lors indispensable d'en garantir le fonctionnement effectif et continu. Pour ce faire, une vision consiste en la mise en œuvre de systèmes de gestion autonomes et adaptifs, capables de reconfigurer dynamiquement et en permanence ces systèmes afin de maintenir un état de fonctionnement désiré face à des conditions opérationnelles, instables et de moins en moins prévisibles. Un frein à l'exploitation effective des solutions de reconfiguration dynamique réside dans le manque de méthodes et de moyens garantissant l'effectivité et la sûreté de ces changements dynamiques de configurations. La contribution générale des travaux de cette thèse fournit des concepts, des méthodes et des outils qui favorisent la mise en œuvre d'une vérification en ligne de configurations. Notre démarche pour construire ce cadriciel a consisté dans un premier temps à définir un langage de haut niveau dédié à la spécification et la vérification de configurations. Nous avons architecturé dans un deuxième temps, un service de vérification générique, flexible et évolutive at runtime capable de manipuler les concepts définis dans ce langage. Enfin, nous avons défini une architecture de composants intermédiaires d'intégration de l'existant. Ce cadriciel permet de supporter un processus de vérification opérationnelle de configurations qui commence, en phase de conception par une spécification rigoureuse de modèles de configurations, puis se poursuit en phase d'exécution du système de gestion à travers une vérification automatique de configurations basée sur ces modèles. Le cadriciel a fait l'objet d'un prototype que nous avons expérimenté sur une série de cas issus de deux contextes applicatifs différents : la vérification de configurations d'un middleware orienté messages dans un environnement JMX et la vérification de configurations de machines virtuelles dans un environnement CIM/WBEM (standards du DMTF). Les résultats ont montré la faisabilité de l'approche ainsi que la capacité du cadriciel à soutenir une vérification en ligne, flexible et évolutive de configurations favorisant l'intégration de l'existantComplex networked systems are a fundamental basis of today's life. They increasingly sup- port critical services and usages, essential both to businesses and the society at large. The evident example is the Internet with all its services and usages in a variety of forms, architectures and media ranging from small mobile devices such as smartphones to large-scale critical systems such as clusters of servers and cloud infrastructures. It is therefore crucial to ensure their effective and continuous operation. A vision to do this consists in the development of autonomous and adaptive management solutions, capable of dynamically and continuously reconfiguring these systems in order to maintain a desired state of operation in the face of unstable and unpredictable operational conditions. A main obstacle to the effective deployment of dynamic reconfiguration solutions is the lack of methods and means to ensure the effectiveness and safety of these dynamic con- figuration changes. The overall contribution of this thesis is to provide concepts, methods and tools to enable an online configuration verification. Our approach to build this framework was first to define a high-level language dedicated to the specification and verification of configurations. Second, we designed a generic flexible and adaptable runtime verification service, able to manipulate the concepts defined in this language. Finally, we defined an architecture of adapters for integrating existing systems and platforms. This allows our framework to support a runtime configuration verification process that starts at design time with a rigorous specification of configuration models and continues at runtime through automatic checking of configurations based on these models. The framework has been implemented in a prototype that has been experienced on a series of experiments from two different application domains: the verification of a messaging middle- ware's configurations in a JMX environment and the verification of virtual machines' configurations in a CIM/WBEM (DMTF standards) environment. The results showed the feasibility of our approach and the framework's ability to support a flexible and adaptable online verification of configurations that can be integrated with existing management solutions
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Shi, Jinshan. "Fabrication and characterization of InAlAs/InGaAs High Electron Mobility Transistors on plastic flexible substrate." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10150/document.
Анотація:
Le développement de produits électroniques flexibles futurs nécessite la combinaison de hautes performances électroniques (ondes millimétriques et sub-millimétriques) avec une bonne flexibilité mécanique et stabilité. Cependant, l’inconvénient majeur des matériaux utilisés pour concevoir ces transistors flexibles est leurs faibles mobilités des porteurs, limitant les performances fréquentielles. Transistors à haute mobilité d’électrons (HEMT) à base de matériaux III -V ont été utilisés dans le domaine des applications hyperfréquence depuis longtemps. Ce travail développe une méthode possible pour transférer des HEMT classiques sur le substrat flexible. Par un procédé de collage adhésif, des HEMT InAlAs/InGaAs de longueur de grille 100nm ont été transférés sur un film flexible et caractérisés électriquement en régime statique et dynamique. En optimisant la structure épitaxiale, d'excellentes fréquences de coupure ont été obtenues avec un ft=140GHz et un fmax=290GHz sans l’effet Kink. Ces performances sont comparables aux résultats obtenus sur des transistors HEMT sur substrat rigide de même dimension et de filière identique. Par ailleurs, les mesures électriques pour différents niveaux de déformation et différent directions de flexion démontrent très peu de dégradation électrique (inférieure à 15 %)The development of future flexible electronics requires combining high electrical performance devices (i.e. millimeter and sub-millimeter wave electronic devices) with mechanical flexiblility and stability. However, a variety of existing technologies such as organic thin film transistors, amorphous silicon, and polycrystalline-silicon are limited by their poor transport properties. High electron mobility transistors (HEMTs) based on III-V materials have been used in the field of ultra-high frequency microwave applications for a long time. This work develops a feasible method for transferring conventional HEMTs onto the flexible substrate. By the means of adhesive bonding technique, 100nm-gate InAlAs/InGaAs HEMTs have been transferred onto polyimide film (Kapton) and electrically characterized in static and dynamic regime. Through the epitaxial layers optimization, finally, the fabricated devices are able to suppress Kink effect and provide high cut-off frequencies (ft=160GHz and fmax=290GHz) in unbent condition. These microwave characteristics are comparable to those obtained on 100nm-gate HEMTs on rigid substrate. Moreover, measured devices for various bending radius and bending directions show no obvious electrical degradation (lower than 15%)
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Chajmowicz, Henri. "Modélisation et simulation numérique de structures articulées flexibles." Phd thesis, Marne-la-vallée, ENPC, 1996. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00569038.
Анотація:
Nous nous intéressons, dans ce travail, aux chaînes ouvertes de corps élastiques, animés de grands mouvements rigides. Nous considérons deux types de problèmes : problème direct où on recherche les déplacements de la chaîne à chargement connu, problème inverse où la donnée est une position ou une trajectoire de l'extrémité terminale de la chaîne et où on recherche le chargement à imposer pour obtenir cette position ou cette trajectoire. Nous supposons que les corps de la chaîne sont bien modélisés par des poutres élastiques et nous étudions deux types de modélisations: une modélisation linéaire (approche convective) où les petits déplacements élastiques sont mesurés par rapport à un repère flottant qui suit les mouvements rigides des poutres de la chaîne et une modélisation non-linéaire (approche globale) où Ton n'effectue pas, au niveau de la formulation mécanique, de découplage entre déplacement élastique et déplacement rigide. Notre travail comporte la formulation mécanique et l'étude mathématique du problème direct dans les cas statiques et dynamiques, ce dans le cadre de l'approche convective et de l'approche globale, ainsi que l'étude mathématique d'un problème inverse dynamique simplifié. Nous avons en outre réalisé un traitement numérique simple et efficace du problème direct, ce dans le cas statique pour l'approche convective et dans les cas statiques et dynamiques pour l'approche globale.
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Picault, Elia. "Un modèle de poutre à section mince flexible - Application aux pliages 3D de mètres rubans." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00921931.
Анотація:
Ce travail a pour cadre une collaboration entre le LMA et Thales Alenia Space. Nous nous intéressons au comportement des structures flexibles et plus particulièrement des mètres rubans qui ont la particularité de pouvoir, grâce à l'aplatissement de la section, s'enrouler ou développer des pliages localisés. Une première thèse a permis d'une part la mise au point d'un nouveau type de mètre ruban au déroulement maîtrisable thermiquement et d'autre part le développement d'un modèle plan de poutre à section flexible. Dans le travail de thèse présenté ici, nous proposons une version étendue de ce modèle adaptée à la simulation du comportement dynamique tridimensionnel des mètres rubans en grands déplacements et en grandes rotations. Ce modèle est dérivé de la théorie des coques et repose sur l'introduction d'hypothèses cinématiques et sthéniques adaptées. La déformation de la section est caractérisée par celle de sa ligne moyenne qui peut se déformer dans son plan par flexion et torsion mais non par extension, ainsi que hors de son plan par gauchissement de torsion. Les fortes variations de forme de la section dans son plan peuvent alors être décrites par une cinématique de type Elastica, tandis qu'une cinématique de type Vlassov est utilisée pour définir le gauchissement dans le repère local attaché à la section. Le modèle unidimensionnel est obtenu par intégration sur la section des expressions de la théorie des coques, une approche énergétique permet ensuite de formuler le problème associé qui est résolu grâce au logiciel de modélisation par éléments finis COMSOL.
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Marone-Hitz, Pernelle. "Modélisation de structures spatiales déployées par des mètres ruban : vers un outil métier basé sur des modèles de poutre à section flexible et la méthode asymptotique numérique." Thesis, Ecole centrale de Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014ECDM0011/document.
Анотація:
Les dimensions des satellites spatiaux tendent à croître fortement alors que le volume disponible dans la coiffe des lanceurs est limité. L'utilisation de structures déployables permet de résoudre cette contradiction. Afin de développer l'offre disponible, le département Recherche de Thales Alenia Space étudie les mètres rubans comme solution innovante de déploiement. La première structure envisagée est un télescope déployé par le déroulement de six mètres rubans assurant également le positionnement du miroir secondaire. D'autres structures déployables utilisant les propriétés des mètres rubans sont également en cours d'étude : mât, panneaux solaires, etc.Il convient alors de se doter d'outils de modélisation spécifiques pour modéliser les scénarios de déploiement et multiplier les configurations envisagées. Deux précédentes thèses ont conduit à l'élaboration de modèles énergétiques de poutre à section flexible, rendant compte du comportement plan des rubans ([Guinot2011]) puis de leur comportement tridimensionnel ([Picault2014]). Cette thèse présente différentes contributions autour de ces modèles de poutre à section flexible. Les hypothèses du modèle ont été améliorées. Le re-positionnement de la ligne de référence sur le barycentre des sections conduit à des résultats plus proches des scénarios physiques (apparition et disparition des plis sur le ruban). A ce jour, les hypothèses et les équations du modèle sont définitivement formalisées. Nous avons établi les équations locales 1D (équilibre, comportement) dans le cas des comportements tridimensionnels avec le souci de la plus grande généralité. Établir ensuite les équations dans des cas dérivés simplifiés (restriction aux comportements 2D, section faiblement courbée) nous a permis d'obtenir un certain nombre de solutions analytiques et les équations à implémenter dans l'outil métier.Nous avons développé sur le logiciel de continuation ManLab les premiers éléments d'un outil métier performant dédié à la modélisation des mètres rubans. Nous avons ainsi pu réaliser deux contributions principales :- Un outil généraliste, performant en temps de calcul, permettant d'étudier les systèmes différentiels 1D (BVP, Boundary Value Problems). Les équations locales des modèles de poutre à section flexible ont été implémentées dans cet outil, avec une discrétisation par interpolation polynomiale et collocation orthogonale.- Un élément fini spécifique pour les poutres à section flexible et son implémentation dans ManLab.Ces éléments ont permis de réaliser différentes simulations numériques conduisant à une meilleure compréhension du comportement des mètres rubans grâce aux diagrammes de bifurcation associés à plusieurs essais significatifsDimensions of spatial satellites tend to grow bigger and bigger, whereas the volume in launchers remains very limited. Deployable structures must be used to meet this contradiction. To expand the offer of possible solutions, the Research Department of Thales Alenia Space is currently studying tape springs as an innovative deployment solution. The first structure to be considered is a telescope that is deployed by the uncoiling of six tape springs that also ensure the positioning of the secondary mirror. Other deployable structures that use the properties of tape springs are under investigation : mast, solar panels,...Specific modeling tools then appear compulsory to model deployment scenarios and multiply the tested configurations. Two previous PhD thesis lead to the development of energetic rod models with flexible cross-sections that account for planar ([Guinot2011])and three dimensional behavior of tape springs ([Picault2014]). This PhD thesis presents several contributions on these rod models with flexible cross-sections. The hypotheses of the model were improved. Re-positioning the reference rod line so that it passes through the sections' centroids leads to results that are closer to experimental scenarios (creation and disappearance of folds in the spring). The hypotheses and equations of the model are now definitively formalized.We have derived the 1D local equations in the three-dimensional behavior case in the most generalist way. Then, the derivation of the equations in simplified cases (restriction to 2D behavior, shallow cross-section) enabled us to obtain several analytic solutions and the equations to implement in the specific modeling tool.We have developed on the continuation software ManLab the first elements towards a home made, efficient modeling tool dedicated to the modeling of tape springs. Two main contributions can be listed :- A generalist tool, efficient in calculus times, to study 1D differential problems (BVP, Boundary Value Problems). The local equations of the rod models with flexible cross sections were implemented in this tool, with a discretization based on polynomial interpolation and orthogonal collocation.- A specific finite element for rods with flexible cross sections and its implementation in ManLab.These elements enabled us to perform several numerical simulations and have a better understanding of the behavior of tape springs thanks to full bifurcation diagrams obtained for significant tests