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Дисертації з теми "Modèle de contact avec frottement"
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Lakhal, Abderrahman. "Modélisation mathématique du contact unilatéral avec frottement en dynamique : application aux problèmes d'impact et de glissement en mécanique des roches." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10218.
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Ce travail de these avait pour premier objectif une formulation d'un modele de contact unilateral avec frottement en dynamique a partir des lois de comportement du contact (lois de type compliances) proposees par les mecaniciens des roches. Afin de prendre en compte a la fois la deformabilite et le mouvement d'une masse rocheuse qui vient au contact d'un obstacle (suppose rigide pour simplifier), on projette la formulation variationnelle associee a ce probleme sur l'espace des deplacements rigides et sur son supplementaire topologique (l'espace des deplacements a torseur nul). On obtient ainsi un modele forme d'une equation aux derivees partielles elliptique non lineaire (qui regit la deformabilite) couplee avec une equation differentielle ordinaire non lineaire (qui regit le mouvement). L'analyse mathematique a conduit a un theoreme d'existence et d'unicite dans le cas sans frottement. Le meme resultat est obtenu pour le probleme avec frottement (a faible coefficient de frottement) discretise en temps par un schema implicite. Elle a aussi permis de construire un algorithme original (methode du point fixe couplee avec la methode du gradient projete preconditionne) pour la resolution du probleme a chaque instant apres discretisation par elements finis. En dernier lieu, un programme a ete developpe pour valider numeriquement cette modelisation et les algorithmes de calcul associes. Ceci a permis, outre les validations evoquees, de mettre en evidence des applications possibles du modele propose (etudes d'impacts, mise en mouvement de blocs, etc. ). Ce programme est destine a etre implante dans un environnement de type mecanique des roches
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Bussolati, Federico. "Modèle multi-échelle de la fatigue des lignes d’ancrage câblées pour l’éolien offshore flottant." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLN041/document.
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La fonction principale des systèmes d'ancrage des éoliennes offshore flottantes est de limiter les mouvements du support. Les lignes d'ancrage qui les composent sont typiquement constituées de chaînes, de câbles aciers, de câbles synthétiques ou d'une combinaison de ces composants.Dans cette thèse, on se concentre sur les câbles en acier qui permettent de réduire le poids et d'augmenter la résistance en tension par rapport aux chaînes. Leur dimensionnement dépend des chargements en tension et flexion, liés aux mouvements du flotteur sous l'action de la mer et du vent.L'objectif de la thèse est le développement d'un nouveau modèle numérique pour prédire la durée de vie en fatigue des câbles d'ancrage d'une éolienne offshore flottante. Il doit notamment simuler les glissements relatifs entre les fils au cours d'une flexion du câble. Des résultats d'essais de tension-flexion de la littérature ont en effet montré que la première rupture est localisée près du plan neutre de flexion, où ces déplacements relatifs sont les plus grands. Cet effet majeur sur la durée de vie du câble n'est pas pris en compte par les lois de fatigue en tension-tension des normes de design offshore actuelles.Il faut aussi remarquer que l'utilisation d'un modèle détaillé de câble dans une démarche de dimensionnement à la fatigue représente un vrai défi. Le nombre élevé d'interactions de contact à modéliser, de l'ordre de plusieurs milliers par mètre de câble, et le grand nombre de cas de chargement rendent ce type de calculs très coûteux.Les chargements qui sont utilisés dans le modèle local de câble sont issus de calculs globaux réalisés à l'aide d'un logiciel multiphysique (Deeplines). Ce logiciel permet de simuler les conditions environnementales (vent, houle, courant) appliquées sur l'ensemble de la structure offshore.Nous montrons que le comportement non linéaire en flexion du câble, lié aux interactions de contact entre les fils, n'influence pas significativement les résultats du modèle global. Cette observation justifie une démarche de type descendante, les calculs globaux pouvant être réalisés en première étape. Les évolutions temporelles des tensions et courbures globales sont appliquées uniformément sur le fil central du modèle local du câble. La continuité du câble est représentée par des conditions de périodicité reliant les sections de bord à des points internes du modèle situés sur la même position circonférentielle. Les fils sont modélisés par des éléments poutres. On obtient les contraintes généralisées sur les fils, les forces de contact et les glissements relatifs. Des premières analyses ont montré que les déplacements relatifs entre les fils restent petits dans notre cadre d'application. Afin de réduire le coût calcul, nous avons développé un nouvel élément de contact entre poutres non parallèles, avec un appariement fixe de contact, dans l'hypothèse de petits glissements mais en grands déplacements et grandes rotations. Des tests numériques montrent l'amélioration obtenue, avec un résultat plus proche d'un modèle de référence qui considère un contact surfacique. De plus, le nouveau modèle réduit significativement le coût calcul et se montre plus robuste en convergence, ce qui s'avère crucial pour un calcul de fatigue. Les sorties du modèle local sont ensuite utilisées pour prédire un état de contrainte 3D, en exploitant des solutions analytiques de contact entre corps cylindriques. Finalement, un critère de fatigue multiaxial de la littérature est appliqué pour évaluer le risque en dommageThe main function of mooring systems of floating offshore wind turbines is to ensure station keeping. The mooring lines can be composed of chains, wire ropes, synthetic ropes, or even a combination of them. In this thesis we focus on wire ropes, whose advantage over chain is to sustain high tension at a lower weight. Their design must consider the successive tension and bending loading induced by the floater movement for various wind and waves conditions.The thesis purpose is to develop a new numerical model, dedicated to the prediction of fatigue damage in mooring wire ropes of a floating wind turbine. In particular it has to simulate the relative movements between the wires when the rope is bent. Results from free-bending fatigue tests in the literature show the importance of these effects, since the first rupture is localized near the neutral plane, where fretting is more important. This phenomenon affecting the fatigue life is not considered by fatigue criteria of current offshore standards, which are related to tension-tension loading.It is worth noting that the use of a detailed model of wire rope in a fatigue design procedure represents a real challenge. The high number of contact interactions to be modeled, which are several thousands per meter of rope, and the large amount of loading cases make this type of computations extremely time-consuming.The loading used in the developed local model of wire rope is obtained from global computations performed with a dedicated multiphysics software (Deeplines). This software allows to simulate the environmental conditions (wind, waves, current) applied on the whole structural system.Some preliminary computations showed that the nonlinear bending behavior of the wire rope, linked to the wire contact interactions, does not significantly affect the output of the global model. This observation justifies the use of a top-down scheme, with a prior computation of the global scale.The global scale tension and curvature are then uniformly imposed on the central wire of the local model. The continuity of the rope is represented by periodic conditions which link the end sections to points within the model, at the same circumferential locations. The wires are modeled by beam elements. The outputs at the local scale are the stress resultants on the wires, and the contact forces and relative displacements at contact locations.Small sliding between the wires has been observed from first numerical analysis, for a representative loading case. Therefore, in order to reduce the computational cost of the wire rope model, a new node-to-node contact element has been developed, dedicated to the modeling of contact between non-parallel beams with circular cross section. It assumes fixed contact pairing and finite rotations. Numerical benchmarks and experimental tests on wire ropes show the improvement with results closer to a reference surface-to-surface model, when compared to standard algorithm for the simulation of contact between beams. Moreover, the new model reduces significantly the CPU cost and is also more robust, which is crucial for fatigue life estimates.The outputs of the local scale model are then used to obtain the complete 3D stress state by means of analytical solutions of contact between solids with cylindrical shape. Finally, a multiaxial fatigue criterion is applied in order to assess the safety of the system
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Ach, Karim. "Etude du comportement de structures polyarticulées avec ou sans jeu : techniques d'homogénéisation et modélisation numérique." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20047.
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Ce travail concerne l'etude du comportement de structures polyarticulees avec ou sans jeu, les rideaux metalliques, par deux approches. Dans un premier temps, nous nous sommes interesses, d'un point de vue theorique et numerique, au comportement homogeneise du rideau metallique en presence, eventuellement, de frottement angulaire du type tresca sur les charnieres : l'objectif a ete de remplacer le rideau par une structure equivalente de type plaque. Cependant, les modeles homogeneises obtenus ne prennent pas en compte le jeu inherent aux articulations dans les volets roulants. Pour donner une representation manipulable de l'articulation, nous avons, dans une deuxieme approche, procede a trois modelisations de celle-ci : la plus grossiere etant une articulation parfaite, la deuxieme mettant en evidence le (bi)contact sans frottement d'une charniere avec jeu, la derniere modelisation tient compte non seulement du jeu mais egalement du frottement. Cette modelisation mecanique de la charniere necessite de coupler une loi dite de (bi)contact pour le jeu et une loi de frottement angulaire, ou les efforts de frottement ne sont pas des densites de forces mais des densites de couples liees aux rotations de la charniere. Une approche numerique, integrant des elements de contact avec jeu et frottement angulaire, a ete developpee dans un logiciel base sur la methode de newton generalisee et implementee dans le code elements finis modulef. Ainsi, des phenomenes fins ont ete mis en evidence par des simulations numeriques. En particulier, on montre qu'il ne suffit pas de cumuler les jeux sur les articulations actives pour obtenir la deflexion maximale de la structure. Une etude parametrique a ete menee sur la stabilite de l'algorithme
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Wronski, Maciej. "Couplage du contact et du frottement avec la mécanique non linéaire des solides en grandes déformations : application à l'étude des blocs de mousse en polyuréthane." Compiègne, 1994. http://www.theses.fr/1994COMPD712.
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L'objectif de ce travail est l'étude du couplage des non-linéarités de différents types dans le calcul des structures par éléments finis. La première partie est consacrée au développement d'une loi de comportement des mousses souples en polyuréthane. Pour décrire leur comportement non linéaire, nous avons choisi un modèle hypoélastique en grandes déformations, formulé dans le repère des déformations principales. Les effets irréversibles en chargement cyclique sont pris en compte par une loi de frottement interne. Dans la deuxième partie, différents aspects de la modélisation du contact et du frottement par éléments finis sont abordés. Nous présentons un prototype du système de modélisation, qui permet de traiter efficacement des problèmes de contact très généraux. La résolution des équations non linéaires d'équilibre en présence du contact, est effectuée par la méthode de flexibilité. Dans le cadre de cette méthode, nous proposons quelques algorithmes de calcul implicite des réactions de contact. Trois nouveaux algorithmes d'intégrations des équations de la dynamique sont aussi introduits. Ceux sont des schémas du premier ordre, mieux adaptés au traitement numérique de contact que la méthode classique de Newark. Nous proposons aussi une méthode semi-implicite, qui permet d'obtenir directement la solution des équations linéaires, à partir d’une pseudo-inverse de la matrice effective du système. Finalement, nous présentons plusieurs exemples numériques pour illustrer la fonctionnalité du système de modélisation du contact. En particulier, deux exemples d'application industrielle, issus de la modélisation des blocs de mousse, et de la simulation d'un procédé de coudage de tubes, sont traités en détails.
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Kallel, Achraf. "Une modélisation du contact par l'approche mortier : application à la mise en forme." Thesis, Compiègne, 2014. http://www.theses.fr/2014COMP2173/document.
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Cette thèse est située dans le cadre du projet FUI OASIS ayant comme objectif la modélisation d'un processus d'emboutissage optimisé. Le travail consiste essentiellement au développement des algorithmes de contact plus appropriés à ce type de mise en forme. Dans la littérature et pour plusieurs codes de calcul industriels, l'approche NTS (nœud à segment) demeure la plus utilisée pour la résolution d'un problème de contact. Dans certaine configuration, cette méthode présente des insuffisances et un manque de précision. On la remplaçant par l'approche mortier, on arrive à résoudre une gamme assez large de problèmes de contact. La méthode mortier, utilisée au initialement pour un calcul avec décomposition de domaine, a été le centre d'intérêt de plusieurs travaux de recherche pour la modélisation du contact. Dans ce travail, on va regrouper plusieurs méthodes de gestion du contact en les combinant avec l'approche mortier. L'algorithme de résolution, les éléments d'implémentation ainsi quelques exemples de validation présentant une critique des avantages et les limites de chaque techniques sont détaillés dans ce travail afin d'obtenir un support technique pour tous travail ultérieurs avec la méthode mortier. Le principal avantage de la méthode mortier se manifeste dans l'application des conditions de contact sous forme d'intégrale dans l'interface. Bien que cette méthode permette de réduire la différence des contraintes dans l'interface de contact d'un élément à un autre pour obtenir une meilleure continuité de la pression de contact, elle demeure insuffisante dans certaines applications en particulier pour les problèmes en grande déformation. Le lissage des surfaces de contact, qu'on peut appliquer par différentes techniques, présente une solution classique à ce genre de problème en mécanique de contact. L'originalité de ce travail, c'est la combinaison de l'utilisation des courbes B-Spline cubiques pour la description presque exacte de la surface de contact d'un côté avec une formulation avec l'approche mortier pour l'application des conditions de contact d'un autre côté. Cette combinaison forme un duo gagnant permettant de résoudre un problème de contact en grandes déformation. Les termes permettant l'implémentation des différentes techniques de lissage pour la résolution d'un problème de contact sont détaillés. Une attention particulière est accordée au lissage avec les B-Spline Cubiques.Tous les algorithmes détaillés dans ce travail sont implémentés dans un code maison FiEStA. C'est un code de calcul par éléments finis libre en langage C++. Certains développements concernant la loi de comportement hyper-élastique et l'intégralité du module du contact sont développés dans ce travail de thèseThis thesis is situated in the FUI OASIS project which the objective is the modeling of an optimized stamping process. The work mainly involves the development of the most appropriate contact algorithms such formatting. In the literature and several industrial computing codes, the NTS approach (node to segment) remains the most used for the resolution of a contact problem. In certain configuration, this method has shortcomings and a lack of precision. We replacing it with mortar approach, we manage to solve a broad range of contact problems. The mortar method, used for the initial for calculation using domain decomposition, was the focus of several research projects for the modeling of the contact. In this work, we will consolidate multiple contact formulation methods in combination with mortar approach. The resolution algorithm, the elements of implementation and some examples of validation with a review of the advantages and limitations of each technique are detailed in this work in order to get technical support for subsequent work with the mortar method. The main advantage of the mortar method is in the application of the contact conditions in integral form in the interface. Although this method reduces the difference of the stresses in the contact interface of a component to another to obtain a better continuity of the contact pressure, it is still insufficient in some applications, particularly for large deformation problems. The smoothing of contact surfaces, which can be applied by various techniques, presents a classic solution to this problem in mechanical contact. The originality of this work is the combination of using cubic B-Spline curves for the almost exact description of the contact surface on one side with the use of the mortar approach to the application of the contact conditions on the other hand. This combination forms a winning combination for solving a contact problem in large deformation. The terms allowing the implementation of the different smoothing techniques for solving a problem of contact are detailed. Particular attention is paid to smoothing with Cu bic B-Spline. All algorithms detailed in this work are implemented in a house code 'Fiesta'. This is a free finite elements computer code in C ++. Some developments in the law of hyper-elastic behavior and completeness of the contact module are developed in this thesis
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Filippis, Hugo de. "Dynamique non linéaire du contact inter-aubes de turbine : caractérisation expérimentale et simulation numérique." Electronic Thesis or Diss., Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2023. http://www.theses.fr/2023ECDL0056.
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Dans la perspective d’une amélioration des performances et de l’efficacité de la génération future des turboréacteurs, et afin de respecter les réglementations environnementales évolutives concernant les pollutions diverses émises par ces machines, les industriels du secteur de l’aéronautique cherchent des solutions technologiques adaptées. Parmi l’ensemble des pistes étudiées par les fabricants, l’augmentation de la vitesse de rotation de la turbine basse pression au sein du turboréacteur est envisagée pour augmenter le rendement global, en contrepartie du renforcement des phénomènes vibratoires complexes, dont il est nécessaire de maîtriser en phase de conception. En effet, la turbine basse pression qui compose les turboréacteurs de la génération LEAP a la particularité d’être constituée d’un assemblage d’aubes dont la géométrie intègre un talon à l’extrémité supérieure de celles-ci. L’ensemble des talons vient alors s’emboîter les uns avec les autres lors du montage des aubes sur le disque, appliquant de ce fait une précharge statique sur celles-ci, grâce à un angle de prétorsion prévu dès la phase de conception. La fonctionnalité de ce talon est double : d’une part il sert à garantir l’étanchéité de la veine aérodynamique en limitant les pertes fluides du flux d’air traversant les aubes, et d’autre part il introduit un amortissement par frottement par le biais du contact entre les talons des aubes fixées sur le disque, permettant ainsi de réduire l’amplitude de vibration de celles-ci. L’objectif de cette thèse est alors de pouvoir reproduire le comportement dynamique non-linéaire d’une aube de turbine basse pression sur un modèle numérique, et de valider les résultats obtenus à l’aide d’un banc d’essai expérimental académique. Pour ce faire, une étude bibliographique est menée afin d’établir un état de l’art des bancs d’essai expérimentaux existant, leurs spécificités, les observations réalisées, le matériel employé, etc., afin de positionner par rapport à la littérature le banc d’essai académique conçu dans le cadre de cette thèse, compte-tenu des spécifications souhaitées. Une fois la conception et la fabrication du banc d’essai abouties, des essais préliminaires nécessaires au déverminage de celui-ci sont réalisés, notamment des analyses modales des aubes ainsi que des essais de torsion pour la calibration de jauges de déformation afin de mesurer la précharge statique lors de l’assemblage des aubes sur le banc d’essai. Des réponses forcées sur la plage de fréquence du premier mode de flexion de la structure ont été réalisées à l’aide d’une excitation par un sinus pas à pas pour différence configurations de précharge statique. De même, la construction du modèle numérique ainsi que la réalisation de calculs de réponses fréquentielles non-linéaires implique la compréhension et le maniement de méthodologies spécifiques, notamment pour traiter les forces non-linéaires liées au contact avec frottement entre les talons des aubes. Par ailleurs, une problématique supplémentaire, intrinsèque à la construction du modèle éléments finis reproduisant la précharge statique par prétorsion des aubes, est la non-coïncidence des maillages des interfaces de contact, nécessitant dans un premier temps de les contraindre pour les rendre suffisamment réguliers afin de conserver la construction d’éléments de contact nœud à nœud. Dans un second temps, une méthode permettant de traiter cette problématique est proposée, à partir d’une courte bibliographie et en prenant en compte les différentes méthodologies de calcul, des réponses fréquentielles supplémentaires sont alors calculéesWith a view of improving the performance and efficiency of the future generation of turbojet engines, and in order to comply with evolving environmental regulations concerning the various pollutants emitted by these machines, aerospace manufacturers are looking for suitable technological solutions. Among all the avenues studied by the manufacturers, increasing the rotational speed of the low-pressure turbine within the turbojet engine is envisaged to increase overall efficiency, in return for the reinforcement of complex vibratory phenomena which need to be taken into account during the design phase. In fact, the low-pressure turbine used in the LEAP generation of jet engines has the particularity of being made up of an assembly of blades whose geometry incorporates a shroud at the upper end of them. All the shrouds interlock with each other when the blades are mounted on the disc, thereby applying a static pre-load to the blades, thanks to a pre-twist angle provided for at the design stage. The function of this shroud is twofold: on the one hand, it serves to guarantee the tightness of the airfoil by limiting the fluid losses of th airflow passing through the blades, and on the other hand, it introduces frictional damping through contact between each blade fixed on the disc, thus reducing their vibration amplitude. The aim of this thesis is to reproduce the non-linear dynamic behavior of a low-pressure turbine blade on a numerical model, and to validate the results obtained using an academic experimental test bench. To this end, a bibliographical study is carried out to establish the state of the art of existing experimental test benches, their specific features, the observations made, the equipment used, etc., in order to position the academic test bench designed as part of this thesis in relation to the literature, taking into account the desired specifications. Once the design and manufacture of the test bench have been completed, the preliminary tests required for its debugging are carried out, including modal analysis of the blades and torsion tests for the calibration of strain gauges to measure the static pre-load when the blades are assembled on the test bench. Forced responses over the frequency range of the structure’s first bending mode have been achieved using step sinus excitation for different static pre-load configurations. Similarly, building the numerical model and calculating non-linear frequency responses requires an understanding and handling of specific methodologies, particularly for dealing with the non-linear forces associated with the frictional contact between the blades shrouds. An additional problem, intrinsic to the construction of the finite element model reproducing the static pre-loading by blade pre-twisting, is the non-coincidence of the meshes of the contact interfaces, necessitating firstly to constrain them to make them sufficiently regular in order to preserve the construction of node-to-node contact elements. Secondly, a method for dealing with this problem is proposed, based on a short bibliography, and taking into account the various calculation methodologies, additional frequency responses are then calculated
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Chardonnet, Jean-Rémy. "Modèle dynamique temps-réel pour l'animation d'objets poly-articulés dans des environnements contraints : prise en compte des contacts frottants et des déformations locales : application en robotique humanoïde et aux avatars virtuels." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20055.
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Ce travail de thèse présente un simulateur dynamique interactif pour corps poly-articulés utilisant des méthodes par contraintes pour calculer les efforts d'interaction avec frottements. Ce simulateur est une partie intégrante d'un logiciel de prototypage nommé AMELIF. Nous nous intéressons à optimiser le calcul de la dynamique pour obtenir des simulations en temps-réel et qui nous permettent de réaliser des tâches collaboratives interactives. Nous intégrons également des modèles de déformations pour pouvoir simuler, d'une part les flexibilités internes présentes sur les robots actuels, et d'autre part les futurs robots munis d'une peau flexible. Notre simulateur a été validé par différents scénarios de manipulation et de génération de posturesThis thesis proposes an interactive dynamic simulation for multibody systems using constraint-based methods for computing interaction forces with friction. This simulator is a part of a general framework for prototyping called AMELIF. We focus on optimizing the computation of the dynamics to obtain real-time simulations that allow to realize interactive collaborative tasks. We also integrate deformation models in order to, first simulate internal flexibilities of actual robots, and second simulate future robots that will have a deformable skin. Our simulator was validated through different scenarios for manipulation and posture generation
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Kuss, François. "Méthodes duales pour les problèmes de contact avec frottement." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00338614.
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Nous présentons dans ces travaux des méthodes de résolution duales des problèmes de contact avec frottement de Coulomb. De tels problèmes sont souvent résolus par application de méthodes d'éléments finis formulés en déplacements, vérifiant les équations de compatibilité et les conditions de contact et de frottement. Les méthodes duales consistent en la formulation du problème en termes de contraintes, vérifiant les équations d'équilibre local et les conditions de contact et de frottement et permettant d'obtenir une meilleure approximation du champ de contraintes qu'avec les méthodes classiques. Nous abordons dans cette thèse de nombreux points relatifs à la mise en place de la méthode d'éléments finis formulée en contraintes, à la résolution du problème via diverses méthodes numériques et à la prise en compte des conditions de contact et de frottement. Des comparaisons entre les résultats obtenus par cette méthode et par une méthode classique sont effectuées et montrent le gain de précision en termes de contraintes.
Deux applications directes de la méthode sont proposées, la première est l'estimation d'erreur, elle permet d'évaluer l'erreur due à la discrétisation du problème de contact et de frottement par la méthode des éléments finis. La seconde est l'amélioration de la solution par raffinement ou remaillage, qui vise à diminuer cette erreur tout en minimisant les temps de calcul.
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Elyoussoufi, Tamaa Lai͏̈la. "Contact unilatéral avec frottement sec en milieux continus discrétisés." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20103.
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On presente une contribution a l'etude des phenomenes de contact unilateral et de frottement sec, et ceci pour des milieux continus discretises en elements finis. Elle porte sur les deux problemes suivants: d'une part, la comparaison de deux approximations des reactions de contact, une part des forces concentrees aux nuds, et l'autre par des forces constantes par morceaux. Cette comparaison a lieu en utilisant conjointement deux types d'elements finis, t3 et t6. Il en ressort qu'il n'est pas toujours justifiable de concentrer les reactions aux nuds mais bien que les resultats ne soient pas toujours theoriquement comparables, les diverses approximations calculees numeriquement sur des exemples sont tres voisines. D'autre part, l'etude des phenomenes survenant lors du contact d'une plaque elastique mince avec un obstacle rigide. Dans un premier modele, on neglige l'effet de l'epaisseur sur la cinematique a la surface de la plaque. Dans un deuxieme modele, on prend en compte cet effet. On montre que le second modele decrit mieux le contact et le frottement en faisant apparaitre le phenomene de prehension
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Grégo, Laurence. "Méthodes multiniveaux pour des problèmes de contact unilatéral avec frottement." Aix-Marseille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX11059.
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L'objectif de ce travail est d'etudier les methodes multiniveaux pour des problemes non lineaires de mecanique des structures plus precisement pour des problemes de contact unilateral avec frottement de coulomb local. Nous developpons les methodes multigrilles et les methodes fac (fast adaptive composite grid) qui associent des techniques multigrilles avec la strategie des methodes de decomposition de domaine avec recouvrement de type schwarz. Ces algorithmes reduisent les temps de calcul des systemes a tres grand nombre de degres de liberte. L'etude est abordee sous differents aspects: formulation mathematique, analyse numerique, algorithme, implantation numerique (sous standard modulef) et tests d'efficacite des diverses methodes
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Cheriguene, Rachid. "Etude numérique des phénomènes de contact en usinage." Thesis, Metz, 2009. http://www.theses.fr/2009METZ041S/document.
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Cette thèse doctorale se focalise sur l'étude du procédé d'usinage au moyen de l'outil numérique de calcul par Eléments finis (MEF). Concrètement, il s'agit d'étudier les phénomènes thermomécaniques qui ont lieu, lors de l'opération d'arrachement de matière, à l'interface et qui contrôlent le type de contact entre l'outil et le copeau. Pour cela, un modèle numérique de coupe orthogonale sous la formulation ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) a été développé avec le code de calcul par MEF Abaqus/Explicit. Plusieurs études paramétriques ont été menées à bien pour découpler les effets des variables locales, tant sur les résultats macroscopiques (forces...), comme dans la zone de l'interface (température...). Les résultats numériques montrent que ce sont les effets combinés du type de modèle de frottement implémenté à l'interface, avec l'adoucissement thermique du matériau, qui conditionnent l'apparition du type de contact collant, et par conséquent, régissent le contact outil/copeau. On propose deux nouveaux modèles de frottement variable en fonction de la vitesse, pour améliorer la définition du frottement à l'interface. D'autre part, la validité du modèle numérique est vérifiée en observant une bonne corrélation entre les forces numériques obtenues, et les forces de coupe expérimentales obtenues pour le même matériau et dans les mêmes conditions de coupeThis doctoral thesis is focused on the study of the process of machining by means of the numerical tool for calculation by Finite Element Method (FEM). Concretely, it is a question of studying the thermomechanical phenomena which take place, during an operation of material removal, at the interface and that control the type of contact between the tool and the chip. for that, a numerical model of orthogonal cutting under the ALE formulation (Arbitrary Lagrangian Eulerian) was developed with the code Abaqus/Explicit. Several parametric studies were carried out to uncouple the effects of the local variables, on the macroscopic results (forces...), as in the interface (temperature...). The numerical results show that in fact the combined effects of the type of the implemented friction model at the interface, both with the thermal softening of the material, condition the appearence of the sticking contact, and consequently, govern the tool/chip contact type. Two new models of variable friction with to velocity are proposed, to improve the definition of friction in the interface. Finally, the validity of the numerical model is checked by observing a good correlation between the obtained numerical forces, and the experimental cutting forces obtained for same material and under the same cutting conditions
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Schryve, Mathieu. "Modèle d’adhésion cicatrisante et applications au contact verre/élastomère." Aix-Marseille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX11091.
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De très nombreux problèmes rencontrés dans l’industrie sont liés aux évolutions que subissent les interfaces. Le contact, le frottement et l’adhésion y jouent un rôle fondamental. Ce travail est une contribution au développement d’un modèle qui couple adhésion et frottement et qui autorise la cicatrisation des liens adhésifs lorsque les corps sont remis en contact après avoir été séparés. Ce modèle est appelé modèle d’adhésion cicatrisante. Dans le cadre de ce mémoire, les applications concernent plus particulièrement l’étude du contact verre/élastomère. La formation du col d’adhésion, les phénomènes « jump-on » et « jump-off » et la formation et la propagation des ondes de Schallamach sont abordés. Le travail propose une modélisation à l’échelle des surfaces, issue de considérations thermodynamiques et qui simule les effets des interactions de type van der Waals. Outre la possible cicatrisation des liens lors de l’approche des corps, l’originalité du modèle est que les processus d’endommagement et de cicatrisation des liens adhésifs sont tous deux liés à la vitesse de sollicitation au niveau de l’interface. Selon les applications envisagées, l’approche permet ainsi de considérer deux sources possibles de dissipations. L’une est surfacique et liée au comportement de l’interface. La seconde est volumique et liée au comportement des corps. La formulation dynamique est donnée dans le cadre de la mécanique non régulière. Les méthodes numériques correspondantes sont mises en oeuvre dans la plateforme LMGC90 (Montpellier - Marseille). Le modèle est testé sur des Benchmarks et validé sur la simulation d’une expérience de tribologie de contact verre/élastomèreMany problems encountered in industry are concerned with interface evolutions, where contact, friction and adhesion are fundamental topics. This PhD thesis contributes to the development of a model involving adhesion and friction and allowing the healing of the adhesive bonds when the bodies are again pushed closer together after their separation. This model is called model of healing adhesion. In this work the applications concern specifically the contact glass/rubber. The formation of the the adhesion neck, jump-on and jump-off phenomena and the formation and the propagation of the Schallamach waves are investigated. A modelling of the adhesive contact is thus proposed, based on thermodynamic considerations and surface interactions concepts. In addition to the possible healing of the adhesives bonds, the originality of the model is that healing process and damage process are both related to the rate of the solicitation at the interface. According to the applications, the approch allows to consider two potential sources of dissipation. One is called surface dissipation and linked to the behaviour of the interface. The second is called bulk dissipation and linked to the behaviour of the bodies. The dynamic formulation is done within the framework of the non-smooth mechanic. Implementations of appropriate numerical methods and simulations are done in LMGC90 (Montpellier - Marseille). The model is tested with Benchmark and validated with the simulation of a glass/rubber experiment
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Naéjus, Charles. "Sur la formulation des problèmes de contact avec frottement de Coulomb." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2321.
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On propose une nouvelle formulation variationnelle pour les problemes de mecanique avec contact unilateral et frottement de coulomb. On rappelle deux types de difficultes apparues dans ces problemes. L'une est de type comportement, et concerne le fait que la modelisation naturelle du contact conduit a une equation formulee en deplacement, alors que celle du frottement conduit a une equation formulee en vitesses. Partant d'une ecriture en vitesses du contact unilateral avec frottement, la formulation proposee tient compte, contrairement aux precedentes, de l'evolution quasi-statique, et permet de deduire une discretisation en temps par la methode d'integration des trapezes. Dans le cadre des milieux continus, l'autre difficulte est d'ordre directement mathematique, la formulation naturellement issue de la loi de contact unilateral et frottement de coulomb conduisant a des termes depourvus a priori de sens mathematique. On montre alors que l'utilisation d'outils comme les espaces de dirichlet permet de lever ces difficultes, et d'obtenir une formulation variationnelle rigoureuse, valable meme pour des coefficients de frottement tres generaux
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Cangemi, Laurent. "Frottement et adhérence : modèle, traitement numérique et application à l'interface fibre/matrice." Aix-Marseille 2, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX22117.
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Ce travail est une contribution a l'etude du contact unilateral avec frottement et adherence entre deux solides deformables. Un developpement particulier de la thermodynamique des milieux continus, base sur la notion de surface materielle permet de formuler une loi de frottement avec adherence initiale, a partir d'un choix specifique des potentiels thermodynamiques. La partie adhesive du comportement est decrite a l'aide d'une variable interne introduite par fremond. Le modele obtenu decrit une perte d'adhesion progressive, initialement couplee a un mecanisme de frottement de type coulomb. La consistance du modele est demontree a travers une etude mathematique conduisant a une formulation variationnelle du probleme. Un algorithme numerique est deduit d'une formulation temporelle incrementale, associee a une discretisation spatiale par elements finis. Le modele est ensuite utilise pour decrire le comportement des interfaces fibre/matrice dans les materiaux composites. Les resultats experimentaux provenant d'essais de microindentation menes a l'onera sont compares a une simulation numerique de l'experience. Cette confrontation fournit plusieurs criteres de validation du modele lorsque l'interface est soumise a differents trajets de chargement.
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Haddouni, Mounia. "Algorithmes de résolution de la dynamique du contact avec impact et frottement." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI022/document.
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La simulation des systèmes multicorps avec une dynamique non régulière trouve ses applications dans différents domaines comme l'aéronautique, l'automobile, le ferroviaire, la robotique, la réalité virtuelle et même l'industrie horlogère. Ces industries ont de plus en plus d'exigences sur la rapidité ainsi que la précision des méthodes utilisées pour calculer la dynamique. Par conséquent, la recherche dans le domaine de la mécanique non régulière est très active et a pour objectif constant de proposer des algorithmes plus robustes et plus rapides pour calculer la dynamique ainsi que de développer de meilleurs modèles pour le contact avec ou sans frottement. Les méthodes proposées doivent en plus bien gérer les sauts dans la vitesse et l'accélération des systèmes, ces sauts résultent de phénomènes tels que l'impact et le frottement. Dans ce manuscrit, quelques méthodes d'intégration d'équations différentielles algébriques d'index 3, 2 et 1 sont testées sur plusieurs mécanismes industriels avec contraintes unilatérales et bilatérales. Ces méthodes sont ensuite comparées sur la base de la satisfaction des contraintes bilatérales, de l'efficacité numérique et de leur capacité à gérer une dynamique raide. Cette étude a aussi permis d'apporter une réponse claire sur le choix de la méthode d'intégration pour un système mécanique connaissant ses caractéristiques (nombre de contacts, présence de contraintes bilatérales, dynamique raide...). La deuxième partie de ce travail traite certains problèmes qui sont fréquemment rencontrés dans la simulation des systèmes multicorps, notamment: le phénomène d'accumulation des impacts, la résolution du frottement, ainsi que la gestion des sauts qui peuvent être provoqués par la présence de singularités géométriques. Calculer la dynamique dans ces cas est particulièrement difficile dans le cadre des schémas event-driven. La solution proposée est un schéma d'intégration mixte "event-driven/time-stepping" dont le but est d'utiliser les avantages de chacune des familles d'intégration (event-driven et time-stepping). Notre algorithme est ensuite testé sur de nombreux exemplesThe applications of the nonsmooth multibody systems field cover several fields including aeronautics, automotive, robotics, railway, virtual reality and watch industry to cite a few. These industrial applications have ever more stringent requirements on both accuracy and speed of the numerical methods used for the computation of the dynamics. As a consequence, the research in the nonsmooth mechanics domain is very active, to provide better integration methods for the resolution of the equations of motions and to develop better models for the contact problems with and without friction. Since the nonsmooth mechanics framework allows for jumps in the velocity and in the acceleration of the mechanical systems, the resulting algorithms have to handle such non-smoothness. In this PhD, several numerical schemes for the resolution of index-3, index-2 and index-1 DAEs are compared on industrial benchmarks with bilateral and unilateral constraints. The aim is to improve the efficiency of the Ansys Rigid Body solver which is based on an event-driven integration strategy. Points of comparison include the enforcement of the bilateral constraints, time efficiency and handling the stiff dynamics. This study also aimed at having a clear idea on the choice of the most suitable integration method for a given mechanical system knowing its characteristics (number of contacts, presence of bilateral constraints, stiff dynamics...). The second part discusses several issues that frequently occur in the simulation of multibody systems, namely, the problem of accumulation of impacts, the resolution of friction and handling the jumps resulting from the presence of some geometrical singularities. Dealing with such issues is very difficult, especially in the framework of event-driven schemes. In order to handle these problems, a mixed event-driven/time-stepping scheme is developed which takes advantage of both integration families (event-driven and time-stepping). Several examples are used to validate our methodology
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Kongo, Konde Ange. "Modélisation du roulement d'un pneumatique d'avion." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10009.
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Ce travail de thèse présente la démarche utilisée pour construire un modèle éléments finis en statique ou en dynamique d'un pneumatique d'avion gros porteur prenant en compte la géométrie, la structure matérielle complexe, les différents matériaux et leurs propriétés ainsi que les interactions entre le pneumatique et le sol (contact, frottement et couplage thermomécanique). Des essais ont été effectués afin d'identifier les paramètres géométriques et matériaux.Ces simulations utilisant une approche Lagrangienne et une approche mixte Eulérienne/Lagrangienne ont été réalisées sur le modèle proposé. La seconde approche qui réduit considérablement le temps de calcul a été validée pour simuler le roulement en dérapage du pneumatique. Le modèle permet ainsi d'estimer le torseur des efforts dans le contact pneumatique /sol. Nous montrons l'influence des paramètres de chargement (charge verticale, pression de gonflage et vitesse de roulage) et de l'angle de dérapage sur le moment d'autoalignement (MZ) et sur le potentiel d'adhérence (µY) correspondant au rapport entre l'effort latéral et l'effort vertical dû au poids de l'avion. Nous présentons aussi une étude de sensibilité aux paramètres géométriques et matériels.Des essais de Coulomb et de diffusion thermique ont permis d'identifier la loi d'évolution du coefficient de frottement en fonction de la température (béton, asphalte) et l'évolution de la température dans l'épaisseur du pneumatique. Ceci a permis de prendre en compte les effets thermiques dans le modèle et de proposer un modèle de couplage thermomécanique qui met en évidence la décroissance de µY et la chute rapide de MZ vers des valeurs négatives au-delà d'un angle de dérapage critique βmax variant avec les conditions de chargement du pneumatique. Ces variations sont observées expérimentalementThis PhD Thesis presents the approach adopted for the setting of numerical model based on Finite Element Method for jumbo-jet tire. The model takes into account the real geometry, the complex material structure, the various materials and their properties as well as the interactions between the tire and the ground (contact, friction and thermal-mechanical coupling due to friction). Tests are performed in order to identify geometrical and material parameters.Static and dynamic simulations using a Lagragian approach and an Eulerian/ Lagrangian mixed approach were performed on this proposed model. This second approach which significantly reduces the computational cost time was validated for cornering tire simulation. The model allows thereby to estimate the forces in the tire/ ground contact patch. We show the influency of loading parameters (vertical load, inflating pressure and rolling velocity) and of the slip angle on the self aligning torque (MZ) and on the lateral friction coefficient (µY) corresponding on the ratio between lateral force and vertical load due to the aircraft weight. We also present a sensitivity study on geometrical and material parameters.Coulomb's and thermal diffusion tests were performed in order to identify the friction coefficient law as function of temperature (on concrete and asphalte surfaces) and the temperature evolution in the aircraft tire thickness. These tests allowed to take into account thermal effects in the model and to propose a thermal-mechanical coupling model which emphasized the decreasing of µY and the rapid vanishing of MZ towards zero beyond a critical slip angle βmax varying with the tire loading conditions. These variations were observed experimentally
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Descombes, Catherine. "Traitement des contacts avec frottement dans un logiciel explicite 3D de dynamique rapide : modèles numériques en configuration élastoplastique 1D." Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10629.
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Dans un code lagrangien, chaque corps est modelise separement. Un algorithme de contact est utilise, a chaque temps, pour traiter leur interaction et fournir des conditions limites pour la resolution du systeme d'equations differentielles. Cette etude inclut le frottement. Le probleme de contact peut etre considere comme une minimisation d'energie sous contrainte. Nous utilisons une methode de lagrangien augmente associe a un algorithme d'uzawa pour resoudre iterativement le systeme. La condition de glissement ou d'adherence est obtenue a l'aide de la methode trialstate-return mapping. Cet algorithme tient compte des conditions thermodynamiques. Il est valide, sur le code ouranos, en 1d, 2d, 3d. La 2de partie de cette these est consacree a la construction de schemas les variables non conservatrices pour resoudre les equations s'ecrivant sous forme non conservatives. Nous utilisons le cadre mathematique construit par j. F. Colombeau, pour construire des projections appropriees.
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Riton, Julien. "Problème de contact avec frottement : analyse et convergence par méthodes de sous-domaines." Caen, 2011. http://www.theses.fr/2011CAEN2004.
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Nous traiterons, dans ce mémoire de doctorat, de l'application des méthodes de décompositions de domaines à la résolution d'inéquations variationnelles. Plus particulièrement, nous adapterons des méthodes existantes pour le cas linéaire de l'élasticité classique au cas non linéaire de la mécanique du contact avec frottement de Tresca. Une partie sera consacrée à la méthode de Neumann-Neumann, une autre pour la méthode de Robin-Robin. Chaque partie sera découpée en chapitre portant sur l'étude de la convergence des algorithmes sous forme continue et discrète. Aussi, leurs robustesses est illustrées par des tests numériquesWe propose three non-overlapping domain decomposition methods to approximate contact problem with Tresca friction between two elastic bodies. Two of them are Neumann-Neumann algorithms, the third is a Lions (Robin) one. We prove their convergence in continuous case and their robustness in discrete case. Some numerical experiments illustrate the robustness of these parallel algorithms
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Delost, Matthieu. "Analyse théorique et numérique pour des problèmes quasistatiques régularisés de contact avec frottement." Nice, 2004. http://www.theses.fr/2004NICE4112.
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Nous nous intéressons au problème de contact bilatéral entre un solide déformable élasto-viscoplastique et une fondation rigide, avec condition de frottement de type Tresca ou Coulomb. Les résultats d’existence (et d’unicité dans le cas Tresca) pour les problèmes variationnels associés sont classiques. Ils ne sont néanmoins plus valides dans le cadre de notre étude, pour laquelle nous régularisons un terme dans les inéquations. Nous présentons d’abord le cadre physique et les outils mathématiques liés aux problèmes étudiés. Nous mettons ensuite en place une méthode constructive pour l’analyse d’inégalités variationnelles comprenant un terme convexe régularisé. Nous obtenons ainsi des résultats d’existence et d’unicité de solutions, de convergence asymptotique et d’approximation dans le cadre de l’analyse numérique théorique. Nous appliquons ensuite ces résultats aux problèmes avec frottement de Tresca et de Coulonb en contact bilatéral. Enfin, nous présentons des résultats numériques grâce auxquels nous comparons deux discrétisations en temps et nous étudions l’influence de différents paramètres sur le calcule des solutionsOur interest lies in the bilateral contact between a deformable elasto-visco-plastic solid and a rigid foundation, with Tresca or Coulom friction law. Existence results (and uniqueness results for Tresca law) for associated variational problems are classical. Nevertheless, they are not valid anymore in the frame of aour study, for we have regularized a term in the inequations. We first present the physical background and the mathematical tools related to the problems. We then settle a constructive method for the analysis of variational inequalities involving a regularized convex term. Thus, we obtain existence and uniqueness results, asymptotic convergence results and approximation result concerning theoretical numerical analysis. Then we apply those results to bilateral contact problems involving Tresca or Coulomb friction law. Finally, we present numerical results, in which we compare two ways to compute time discretization and we study the influence of different parameters on the calculus of solutions
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Schryve, Mathieu. "Modèle d'adhésion cicatrisante et applications au contact verre/élastomère." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00487968.
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De très nombreux problèmes rencontrés dans l'industrie sont liés aux évolutions que subissent les interfaces. Le contact, le frottement et l'adhésion y jouent un rôle fondamental. Ce travail est une contribution au développement d'un modèle qui couple adhésion et frottement et qui autorise la cicatrisation des liens adhésifs lorsque les corps sont remis en contact après avoir été séparés. Ce modèle est appelé modèle d'adhésion cicatrisante. Dans le cadre de ce mémoire, les applications concernent plus particulièrement l'étude du contact verre/élastomère. La formation du col d'adhésion, les phénomènes « jump-on » et « jump-off » et la formation et la propagation des ondes de Schallamach sont abordés. Le travail propose une modélisation à l'échelle des surfaces, issue de considérations thermodynamiques et qui simule les effets des interactions de type van der Waals. Outre la possible cicatrisation des liens lors de l'approche des corps, l'originalité du modèle est que les processus d'endommagement et de cicatrisation des liens adhésifs sont tous deux liés à la vitesse de sollicitation au niveau de l'interface. Selon les applications envisagées, l'approche permet ainsi de considérer deux sources possibles de dissipations. L'une est surfacique et liée au comportement de l'interface. La seconde est volumique et liée au comportement des corps. La formulation dynamique est donnée dans le cadre de la mécanique non régulière. Les méthodes numériques correspondantes sont mises en œuvre dans la plateforme LMGC90 (Montpellier - Marseille). Le modèle est testé sur des Benchmarks et validé sur la simulation d'une expérience de tribologie de contact verre/élastomère.
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Caro, Anne-Sophie. "Formulation et résolution des problèmes de contact avec frottement et adhérence en grandes déformations." Aix-Marseille 2, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX2A001.
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Mellouki-Filali, Chaakir. "Problème des milieux continus en contact avec frottement : stabilité et convergence des algorithmes numériques." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20109.
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Heege, Andreas. "Simulation numérique 3D du contact avec frottement et application à la mise en forme." Grenoble INPG, 1992. http://www.theses.fr/1992INPG0161.
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La preoccupation principale de ce travail consiste a proposer une methode de gestion implicite du contact avec frottement en presence d'obstacles a fortes courbures. Ainsi, le souci premier est d'utiliser une methode robuste et performante, susceptible de bien s'integrer dans un code standard de calcul des structures de type elements finis, sans s'attarder sur des considerations d'ordre tribologique. Ceci se reflete notamment dans les deux choix adoptes: premierement on choisit la loi classique de coulomb et deuxiemement on privilegie la methode de newton pour resoudre les equations non lineaires, quitte a la generaliser aux operateurs non differentiables. Inspire de la methode des multiplicateurs augmentes, une premiere partie de ce memoire consiste a generaliser un operateur contact avec frottement aux obstacles courbes. La methode s'apparente a une formulation mixte dans laquelle variables cinematiques (deplacements) et statiques (forces de contact) sont les inconnues finales du probleme. Une deuxieme partie de ce travail consiste a adapter les schemas numeriques a un code specifique a l'emboutissage. Un element fini contact est developpe en tenant compte d'une description de la geometrie des outils issue de la conception assistee par ordinateur. On peut alors traiter simultanement les non-linearites dues a la loi de comportement elastoplastique et celles induites par les lois de contact et de frottement. On discute enfin la convergence de la methode de newton generalisee sur quelques applications elementaires, avant de presenter differentes simulations numeriques de processus de mise en forme tels que le laminage et l'emboutissage
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Mellouki-Filali, Chaakir. "Problème des milieux continus en contact avec frottement stabilité et convergence des algorithmes numériques /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37616251g.
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Rocca, Rémi. "Analyse mathématique et numérique de problèmes quasi statiques de contact unilatéral avec frottement local de Coulomb en élasticité." Aix-Marseille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX1A002.
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Doyen, Franck. "Comportement tribologique du contact sec arbre acier - paliers carbonés avec butées soumis à des sollicitations thermo-vibratoires sévères." Poitiers, 2006. http://www.theses.fr/2006POIT2344.
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La tribologie des contacts secs soumis à des déplacements relatifs de faible amplitude et les matériaux de frottement sont des thématiques régulièrement traitées. Cependant, les études y faisant référence simultanément sont très rares. Ce manuscrit a pour but d’améliorer la compréhension des phénomènes physiques et du comportement tribologique inhérents aux contacts secs arbre / palier lisse avec butée soumis à des sollicitations thermo-vibratoires. Le mécanisme industriel à l’initiative de cette étude a été analysé afin d’identifier son principe et ses conditions de fonctionnement. Un diagnostic sur ses pertes de fonctionnalités, le lien existant entre ses disfonctionnements et le contact étudié, ainsi qu’une expertise morphologique de ses éléments de guidage ont été effectués. Un dispositif expérimental original a été conçu et réalisé afin de reproduire au mieux les conditions de contact réelles des éléments de guidage étudiés (notion de triplet tribologique). Les différents éléments qui le composent et les démarches suivies pour valider ses fonctionnalités sont exposés. Il en ressort des résultats expérimentaux significatifs sur l’usure, les phénomènes physiques qui y sont liés et la capacité à accommoder les vitesses des différents couples de matériaux étudiés. L’apport d’un modèle numérique 3D intégrant la notion de mésalignement a été détaillé et analysé. Une synthèse scientifique discutant l’influence de la taille de grains pour les graphites, de la nature et de l’orientation des composites, mais aussi de l’origine des phénomènes physiques identifiés (migration des éléments imprégnés, présence de formes rectangulaires dans les zones de contact) est effectuéeThe tribology of the dry contacts subjected to relative displacements of low amplitude and the friction materials are themes which are regularly treated in the literature. However, the studies referring simultaneously of both are very rare. The purpose of this manuscript is to improve comprehension of the physical phenomena and the tribological behavior inherent to the dry contacts “shaft / bearing with thrust” subjected to a thermo-vibratory environment. The industrial mechanism on the origin of this study was analyzed in order to identify its principle and these operating conditions. A diagnosis on its losses of functionalities, the link between its disfonctionnements and the studied contact, and a morphological expertise of its guidance elements were performed. A new experimental test rig was designed and realized in order to reproduce the real contact conditions of the studied guidance elements (concept of “tribological triplet”). Its various elements and the steps followed to validate its functionalities are exposed. Thanks it, for the various studied material couples, significant experimental results on their wear (and its physical phenomena) and their capacity of velocity accommodation are obtained. The contribution of a 3D numerical model integrating a misalignment for a cylinder in cylinder contact was detailed and analyzed. A scientific synthesis discussing the influence of the size of graphites grains, the nature and the orientation of composites, but also the origin of the identified physical phenomena (the migration of the impregnated elements, the presence of rectangular forms in the contact zones) is carried out
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Le, Saux Cédric. "Modélisation numérique du pliage et du déploiement de systèmes spatiaux avec prise en compte des contacts et des frottements : cas des systèmes de tenségrité." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20152.
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Jeannin, Laurent. "Etude mathématique et numérique d'un problème de contact unilatéral avec frottement en élasticité et élastoplasticité." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1985. http://www.theses.fr/1985ECDL0009.
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La formulation variationnelle du problème de contact unilatéral avec frottement de Coulomb est présentée et le résultat d'existence théorique établi par G. Duvaut est rappelé. Deux méthodes permettant la résolution numérique du problème sont étudiées. L'une utilise une pénalisation extérieure et l'autre une pénalisation bornée introduite par C. M. Brauner et B. Nicolaenko. Les problèmes obtenus sont discrétisés par la méthode des éléments finis. La convergence des solutions des problèmes discrets vers la solution du problème initial est prouvée. Les algorithmes pratiques de résolution du problème sont exposés ainsi que les résultats obtenus par ces méthodes sur un problème test proposé par le GRECO-CNRS. Deux problèmes d'identation d'un massif déformable sont également résolus numériquement. On généralise alors les méthodes numériques employées au cas des matériaux élastoplastiques. La loi de comportement adoptée est celle de Hencky avec écrouissage positif. Des exemples numériques sont présentés.
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Baietto, Marie-Christine. "Le contact unilatéral avec frottement le long de fissures de fatigue dans les liaisons mécaniques." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0088.
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L'objectif de ce travail qui se situe dans le cadre de l'étude de l'usure et de la fatigue associées au contact mécanique, est la modélisation du comportement de fissures si tuées dans la zone d'influence du contact. Le problème est traité dans le domaine de l'élasticité linéaire bidimensionnelle. Le frottement entre les lèvres de la fissure est pris en compte. La fissure est inclinée par rapport à la surface du solide, rectiligne ou non, débouchante ou non. Elle peut être unique ou en présence d'autres fissures. Le modèle proposé permet le calcul des facteurs d'intensité de contraintes KI et KII en tête de fissure. La modélisation s'articule autour de la description de fissures à l'aide de distributions de vecteurs de Burgers et d'un algorithme de résolution de contact. Unilatéral avec frottement entre leurs lèvres. Une description incrémentale permet de décrire des cycles complets de chargement en prenant en compte l' hystérésis due au frottement. Les tests de validation du modèle réalisé montrent qu'il est efficace et plus général que les modèles de la littérature développés dans ce domaine. Une comparaison avec des résultats expérimentaux valide l'aptitude du modèle à décrire un comportement réel. Dans les situations nouvelles que ce modèle permet d'aborder, nous citerons la prise en compte de fissures inclinées, rectilignes ou non, ainsi que la présence simultanée de plusieurs fissures.
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Nguyen, Huynh Tan Tai. "Contribution à l'étude du contact avec frottement de Coulomb en statique et dynamique des structures." Nantes, 2009. http://www.theses.fr/2009NANT2107.
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Le contact entre deux ou plusieurs corps est un sujet rencontré dans de nombreuses situations en mécanique et a fait l'objet de plusieurs études théoriques ou numériques. La résolution du problème de contact est complexe puisque les lois du contact régissant la réponse à l'interface des corps sont non linéaires et non régulières. Dans le cadre des grandes transformations, les non-linéarités se renforcent, les solutions théoriques sont rarement disponibles et on doit souvent recourir à la résolution numérique. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle formulation faible pour le problème de contact statique ou dynamique avec frottement de Coulomb en grandes transformations. La forme faible proposée est inspirée des travaux de Curnier et de ses collègues et est écrite comme une relation des résidus pondérés mixte généralisant le principe classique des travaux virtuels. Elle est mixte parce qu'elle fait intervenir en même temps les déplacements définis dans le volume des corps et les multiplicateurs définis sur la surface de contact. Nous démontrons que la forme faible proposée est bien équivalente à l'ensemble des relations locales posées dans le problème fort du contact. Ce qui signifie en particulier que l'égalité de la forme faible contient les inégalités dans les lois de contact. Sur le plan numérique, la discrétisation spatiale par la méthode des éléments finis s'effectue sans difficultés comme on a affaire à une égalité de type des résidus pondérés et qu'il n'y a pas d'inégalités à traiter. La discrétisation temporelle quant à elle n'est pas un objectif de cette thèse, nous nous contentons de greffer sur la forme faible deux schémas d'intégration temporelle existants de Newmark et de Moreau : et de montrer comment on peut obtenir facilement le système discret en contact dynamique. Plusieurs exemples numériques sont présentés afin de valider la formulation proposée du problème de contactThe contact between two or more bodies occurs in numbers of everyday situations and has been intensively investigated in mechanics from either theoretical or numerical points of view. The solution of the contact problem is complex since the contact laws governing the interface response are nonlinear and non-smooth. In the frame of finite deformations, the nonlinearities become more pronounced, the analytical solutions hardly within the reach and more than often one has to resort to the numerical solution. In the present work, a new weak formulation is proposed in order to deal with the static or dynamic contact problem with Coulomb friction in finite deformations. The proposed weak form is inspired from Curnier et al's works and is expressed as a mixt weighted residual relationship generalizing the well-known virtual work principle. It is mixte since it involves both the displacements defined in the domain of the bodies and the so-called multipliers defined over the contact surface. The weak form is shown to be equivalent to the whole set of the local equations of the strong contact problem. Most importantly, this means that the weak form equality encompasses the contact inequalities. On the numerical level, the spatial discretization using the finite element method can be carried out easily since one has to handle a mere equality without any inequality. The time discrezitation is not an objective of this work, we rather make use of the two existing time-stepping schemes – the Newmark and the Moreau ones – and show how to incorporate them into the weak form to directly obtain the discrete system for the dynamic contact problem. Several numerical examples are solved in order to assess the validity of the proposed approach
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Louf, François. "Sur le contrôle des analyses éléments finis avec contact et frottement : application aux simulations d'impact." Cachan, Ecole normale supérieure, 2003. http://www.theses.fr/2003DENS0051.
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Laghdir, Mohamed. "Solutions des équations régissant le mouvement de particules en contact avec frottement sec et recevant des impulsions." Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20160.
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On considere le probleme dynamique de l'evolution d'une particule en mouvement sur un plan avec contact persistant et frottement sec. La particule est soumise a des efforts normaux qui sont des forces usuelles mais aussi des percussions. La partie 1 traite du cas ou les charges sont uniquement des percussions. Une solution est fournie au moyen des proprietes de la convergence simple. La partie 2 concerne une application du theoreme de rockafellar sur les integrandes convexes, dans le cas de la conjuguee de l'indicatrice d'un convexe borne pour les topologies appropriees au probleme. La partie 3 est consacree au theoreme d'existence de solutions du probleme pose. On utilise une technique d'approximation successives avec une suite de solutions construites explicitement, les charges comportant un nombre fini de percussions. La convergence de cette suite vers la solution desiree se demontre grace au theoreme de rockaffellar et a des theoremes de compacite classiques. Enfin quelques generalisations aux systemes de particules sont proposees
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Ricaud, Jean-Marc (1971. "Etude d'une classe d'inéquations d'évolution implicites et application à des problèmes dynamiques de contact avec frottement." Aix-Marseille 1, 1999. http://www.theses.fr/1999AIX11062.
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L'etude des problemes dynamiques de contact avec frottement conduit a la formulation et a la resolution d'inequations variationnelles du second ordre en temps qui ont ete etudiees en particulier par j. -l. Lions, h. Brezis ou m. Schatzman. Nous nous interessons plus exactement a des inequations non lineaires implicites (i. E. L'ensemble des contraintes depend de la solution) pour lesquelles nous faisons une analyse mathematique et numerique. Une premiere partie est consacree aux formulations forte et faible des problemes dynamiques de contact avec frottement classiques. Afin de prendre en compte cette classe de problemes dans sa generalite, nous formulons dans une seconde partie une classe abstraite d'inequations d'evolution implicites. Nous obtenons pour celle-ci des resultats d'existence et d'unicite a l'aide d'une nouvelle methode variationnelle pour ce type de problemes. La preuve repose sur des resultats obtenus par brezis, nirenberg et stampacchia appliques a un probleme auxiliaire formule dans un borne et par des estimations energetiques de la solution de ce probleme. Ces resultats absurdes sont ensuite appliques aux problemes dynamiques de contact avec frottement avec les differents modeles presentes auparavant. Nous montrons de plus qu'un certain probleme au contact unilateral avec frottement de coulomb non local, rencontre par exemple dans la theorie des ondes d'acceleration, possede une solution. L'obtention de ce nouveau resultat repose sur une methode de penalisation, des estimations et sur certains resultats de compacite dans les espaces l p. Nous concluons ce travail par une analyse numerique de cette classe d'inequations abstraites. La discretisation complete se fait par une methode d'approximation interne a partir de laquelle on discretise les derivees premiere et seconde par rapport au temps par une methode de differences finies. Nous montrons alors que la solution de ce probleme discretise converge vers la solution du probleme abstrait continu.
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Avoine, Jérôme. "Analyse expérimentale et modélisation de couplages multiphysiques dans un contact frottant / acier-matériau de friction modèle." Ecole Centrale de Lille, 2007. http://www.theses.fr/2007ECLI0015.
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Cette étude concerne le freinage par friction et tout particulièrement les couplages entre les différents aspects physiques activés à des échelles différentes. Un accent particulier est porté sur la structuration des résultats d’essais par une approche globale, avec utilisation de l’outil numérique comme moyen de justification des hypothèses avancées. Après avoir posé la problématique du freinage au niveau scientifique en s’appuyant sur les aspects multi-physiques et multi-échelles, les outils expérimentaux et numériques utilisés sont présentés. Un matériau de friction modèle, de composition simplifiée, a été développé. Sa caractérisation a été entreprise en s’attachant à la mise en place d’indicateurs permettant de remonter aux températures locales de contact en freinage. Plusieurs campagnes d’essais de freinage de maintien ont été conduites sur un tribomètre instrumenté en particulier avec une caméra infrarouge et des accéléromètres. Les résultats ont été analysés finement en dégageant les couplages entre les phénomènes tribologiques, thermiques, mécaniques et physico-chimiques. Un ensemble d’organigrammes a été construit afin d’illustrer ces couplages. Il est montré en particulier que le couplage thermique-mécanique est prépondérant et qu’il évolue fortement avec le vieillissement du matériau permettant à d’autres couplages liés à la tribologie et à la dynamique de s’intensifier. Ceci ouvre de nombreuses perspectives académiques, grâce à la compréhension des mécanismes mis en jeu, et industrielles, par une démarche structurée de développement de matériaux de frictionCette étude concerne le freinage par friction et tout particulièrement les couplages entre les différents aspects physiques activés à des échelles différentes. Un accent particulier est porté sur la structuration des résultats d’essais par une approche globale, avec utilisation de l’outil numérique comme moyen de justification des hypothèses avancées. Après avoir posé la problématique du freinage au niveau scientifique en s’appuyant sur les aspects multi-physiques et multi-échelles, les outils expérimentaux et numériques utilisés sont présentés. Un matériau de friction modèle, de composition simplifiée, a été développé. Sa caractérisation a été entreprise en s’attachant à la mise en place d’indicateurs permettant de remonter aux températures locales de contact en freinage. Plusieurs campagnes d’essais de freinage de maintien ont été conduites sur un tribomètre instrumenté en particulier avec une caméra infrarouge et des accéléromètres. Les résultats ont été analysés finement en dégageant les couplages entre les phénomènes tribologiques, thermiques, mécaniques et physico-chimiques. Un ensemble d’organigrammes a été construit afin d’illustrer ces couplages. Il est montré en particulier que le couplage thermique-mécanique est prépondérant et qu’il évolue fortement avec le vieillissement du matériau permettant à d’autres couplages liés à la tribologie et à la dynamique de s’intensifier. Ceci ouvre de nombreuses perspectives académiques, grâce à la compréhension des mécanismes mis en jeu, et industrielles, par une démarche structurée de développement de matériaux de friction
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Ramadan, Ahmad. "Modélisation et analyse de quelques problèmes de contact avec compliance normale et contrainte unilatérale." Thesis, Perpignan, 2014. http://www.theses.fr/2014PERP1207.
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Les phénomènes de contact entre des corps déformables ou entre un corps déformable et une fondation rigide sont des phénomènes omniprésents dans la vie courante. Ces phénomènes peuvent faire appel à des modèles mathématiques sophistiqués qui sont représentés par des systèmes d’équations aux dérivées partielles avec des conditions aux limites décrivant des processus de contact (avec ou sans frottement) complexes. Cependant, la théorie mathématique des problèmes de contact est un domaine d’études très large où de nombreux problèmes restent à investiguer. Le champ d’études de cette thèse concerne aussi bien l’élaboration de nouveaux modèles de contact et frottement que l’analyse mathématique et la résolution numérique des problèmes considérés. Dans ces travaux, notre objectif est d’apporter une contribution à cette théorie mathématique des problèmes de contact. En d’autres termes, l’objet de notre travail de thèse est d’étudier théoriquement et numériquement quelques problèmes de contact entre un corps déformable et une fondation rigide en utilisant plusieurs lois originales de comportement et de contact avec et sans frottementPhenomena of contact between deformable bodies or between a deformable body and a rigid foundation abound in everyday life. These phenomena may involve sophisticated mathematical models represented by systems of partial differential equations with boundary conditions describing complex contact processes (with or without friction). However, the mathematical theory of contact problems is a broad field of study where many issues remain to be investigated. The field studies of this thesis concerns, the development of new models of contact and friction as well as the mathematical analysis and numerical solution of the problems considered. In this work, our goal is to make a contribution to this mathematical theory of contact problems. In other words, the purpose of our thesis is to study theoretically and numerically some problems of contact between a deformable body and a rigid foundation using several original constitutive and contact laws with and without friction
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Sylvestre, Manuel. "Etude en fretting, sous conditions thermiques et vibratoires sévères, de paliers avec butées en matériaux carbonés imprégnés en contact avec des arbres en acier ou en alliage de titanes nitrurés." Poitiers, 2010. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2010/Sylvestre-Manuel/2010-Sylvestre-Manuel-These.pdf.
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De nombreux assemblages mécaniques sont soumis à des sollicitations vibratoires occasionnant des déplacements de faibles amplitudes entre les pièces en contact sec (fretting). Les micro-glissements entre les surfaces provoquent des dégradations susceptibles d'altérer la fiabilité des structures. L'étude présentée a pour objectif d'améliorer la compréhension des phénomènes tribologiques dans un contact arbre / palier avec butée soumis à ce type de sollicitations et a des contraintes thermiques importantes. Le contact se trouvant dépourvu de lubrification fluide ce sont les matériaux le composant qui ont pour rôle d'accommoder les déplacements entre les surfaces. Pour ce faire du carbone amorphe et du graphite sont utilisés pour confectionner les paliers mis en contact contre des arbres en acier et en alliage de titane. Pour améliorer les propriétés tribologiques du système des imprégnations à base de métaux mous et de polymère ont été testés sur les matériaux carbonés. L'imprégnation des ces composés entraine des conséquences variables. Il a été observé qu'elle était plus efficace avec une structure de type graphite, et que les diverses imprégnations se comportaient différemment vis à vis des conditions thermiques sévères. Une nitruration plasma de l'acier et de l'alliage de titane à également été testée pour améliorer les propriétés tribologiques du système. Le traitement est très efficace sur l'alliage de titane, il augmente ses propriétés de résistance à l'usure et d'adhésion. Pour l'acier les résultats sont moins sensibles à cause d'une augmentation de la rugosité de surface de ce dernier lors du traitement qui entraine une abrasion accélérée des composés carbonésA lot of mechanical assemblies are subjected to vibratory solicitations. This type of solicitations can caused small amplitude displacements between the elements in dry contact (fretting). The micro-sliding between the surfaces cause degradations, which can strongly deteriorate the reliability of the structures. The study presented in this thesis has to objective to ameliorate the understanding of the tribological phenomenon in a shaft / bearing contact with thrust submitted at fretting solicitations at high temperature. The contact is dry, there is no fluid lubricant consequently the materials of the contact accommodate the displacements between the surfaces. In this goal, the bearings are made of amorphous carbon or graphite. The shafts are made in stainless steel and titanium alloy. In order to ameliorate the tribological behaviour of the bearings different impregnations of the amorphous carbon and graphite with metals and polymer have been tested. The tribological behaviours of impregnations are very different with the high temperature and the observations have showed that the impregnations are more efficient with a graphite structure. Nitriding treatments assisted by plasma, of the stainless steel and of the titanium alloy have been tested to ameliorate the tribological properties of the shafts. Nitriding treatment is very efficient with the titanium alloy with an increase of the wear resistance and of the adhesion. With the stainless steel the results are less sensible because of an increase of the surface roughness during the nitriding treatment which causes an increase of the abrasion of the bearing materials
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Khenous, Houari Boumediène. "Problèmes de contact unilatéral avec frottement de Coulomb en élastostatique et élastodynamique. Etude mathématique et résolution numérique." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011873.
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La modélisation des problèmes de contact pose de sérieuses difficultés : conceptuelles, mathématiques et informatiques bien plus complexes que celles qui proviennent de la mécanique des structures linéaire classique. Motivés par le rôle fondamental que joue le contact dans les applications en calcul de structures, nous nous intéressons aux problèmes de contact unilatéral et frottement (statique et dynamique) en petites déformations. Cette thèse est consacrée à l'étude de certaines formulations et méthodes pour résoudre ce problème et se décompose en deux grandes parties. La première partie est consacrée à la présentation de la discrétisation hybride du problème de contact unilatéral avec frottement de Coulomb. Une formulation avec projection est étudiée et un résultat d'existence et d'unicité est donné pour le problème discret. Différentes méthodes de résolution sont présentées (Newton, méthode itérative, points fixes, Uzawa) et comparées en termes de nombre d'itérations et en termes de robustesse par rapport au coefficient de frottement. La deuxième partie concerne le problème de contact élastodynamique. Plusieurs schémas classiques d'intégration en temps (la θ-méthode, schéma de Newmark, point milieu) sont présentés dans cette partie. On donne aussi de nouvelles stratégies (schéma de Paoli et Schatzman, schéma avec la loi de contact équivalente, schéma avec la matrice de masse équivalente) pour venir à bout des difficultés rencontrées avec les schémas précédents. Cette dernière méthode nous permet de conserver l'énergie du problème et de montrer un résultat d'existence d'une solution lipschitzienne pour le problème de contact élastodynamique discret. Ces résultats sont validés par des simulations numériques.
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Khenous, Houari Boumediène. "Problèmes de contact unilatéral avec frottement de Coulomb en élastostatique et élastodynamique : étude mathématique et résolution numérique." Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0025.
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La modélisation des problèmes de contact pose de sérieuses difficultés : conceptuelles, mathématiques et informatiques bien plus complexes que celles qui proviennent de la mécanique des structures linéaire classique. Motivés par le rôle fondamental que joue le contact dans les applications en calcul de structures, nous nous intéressons aux problèmes de contact unilatéral et frottement (statique et dynamique) en petites déformations. Cette thèse est consacrée à l'étude de certaines formulations et méthodes pour résoudre ce problème et se décompose en deux grandes parties. La première partie est consacrée à la présentation de la discrétisation hybride du problème de contact unilatéral avec frottement de Coulomb. Une formulation avec projection est étudiée et un résultat d'existence et d'unicité est donné pour le problème discret. Différentes méthodes de résolution sont présentées (Newton, méthode itérative, points fixes, Uzawa) et comparées en termes de nombre d'itérations et en termes de robustesse par rapport au coefficient de frottement. La deuxième partie concerne le problème de contact élastodynamique. Plusieurs schémas classiques d'intégration en temps (la θ-méthode, schéma de Newmark, point milieu) sont présentés dans cette partie. On donne aussi de nouvelles stratégies (schéma de Paoli et Schatzman, schéma avec la loi de contact équivalente, schéma avec la matrice de masse équivalente) pour venir à bout des difficultés rencontrées avec les schémas précédents. Cette dernière méthode nous permet de conserver l'énergie du problème et de montrer un résultat d'existence d'une solution lipschitzienne pour le problème de contact élastodynamique discret. Ces résultats sont validés par des simulations numériquesThe modelling of problems of contact leads to serious difficulties: conceptual, mathematical and data processing difficulties much more complex than those coming from the linear structural mechanics. Motivated by the fundamental role that the contact plays in applications of computational mechanics, we are interested in problems of unilateral contact and friction (static and dynamic) in small deformations. This thesis is devoted to the study of certain formulations and methods to solve this problem and breaks up into two great parts. The first one is devoted to the presentation of the hybrid discretization of unilateral contact problem with Coulomb friction. A formulation with a projection is developed and an existence and uniqueness result is given for the discrete problem. Different methods of solution are presented (Newton, iterative method, fixed points, Uzawa) and are compared in terms of number of iteration and robustness with respect to the coefficient of friction. The second part relates to the elastodynamic contact problem. Several algorithms (θ-method, Newmark, midpoint) are presented. New strategies are considered (Paoli and Schatzman scheme, scheme with an equivalent contact condition, scheme with equivalent mass matrix) to overcome the difficulties met with the previous schemes. The last method allows us to have energy conserving problem and to prove an existence result of a Lipschitz continuous solution for the discrete elastodynamic contact problem. These results are validated by numerical results
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Laghdir, Mohamed. "Solutions des équations régissant le mouvement de particules en contact avec frottement sec et recevant des impulsions." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37606838q.
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Baussan, Eglantine. "Etude tribologique et modélisation du contact peau - chaussette : Application à la course à pied." Phd thesis, Université de Haute Alsace - Mulhouse, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00871091.
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Dix chaussettes ont été étudiées, toutes en coton : quatre d'entre elles pour évaluer l'influencede la structure tricotée sur le frottement (jerseys bouclette, simple, double et ponts de fil), trois sontidentiques au titre du fil près, et les trois dernières à la pointure près. Nous nous sommes attachés aucas des phlyctènes apparaissant lors de la course à pied. Les zones du pied sujettes aux ampoules ontété déterminées grâce à un sondage. La pression s'exerçant sur ces zones et la fréquence des fouléesont été mesurées. Nous avons ainsi programmé une platine oscillante qui reproduit le frottement dansla chaussure. Les mesures obtenues sur ce dispositif ont été comparées à celles du Textile FrictionAnalyser de l'EMPA. En croisant ces résultats avec des mesures de compression et une premièreapproche de test d'absorption des chocs, nous avons observé que le jersey simple est plus indiquédans le cas de la marche car il exerce un frottement moins important que la bouclette et apporte unmeilleur amortissement quasi-statique. Dans le cas de la course à pied, il reste à déterminer si le choca un effet plus dommageable que le frottement et la compression exercée sur la peau. Si le choc estprimordial, le jersey bouclette sera recommandé, sinon le jersey simple. Nous avons développé unmodèle du frottement textile-peau en nous intéressant tout d'abord au cas des tricots bouclette. Lemouvement des bouclettes lors d'un cycle de frottement est assimilé à une rotation entre un anglemaximal en sens bouclette et un angle maximal en sens inverse. Ce modèle donne des résultats trèsproches de l'expérience.
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Marceau, Daniel. "Modélisation du contact tridimensionnel avec frottement en grandes transformations et son application à l'étude des dispositifs d'ancrage multitorons." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp05/NQ66325.pdf.
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AHMED, BABA OULD MOHAMED SALEM. "Methodes de resolution numerique des problemes de contact avec frottement. Application a la mise en forme des materiaux." Besançon, 1997. http://www.theses.fr/1997BESA2010.
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Dans ce travail, nous nous sommes interesses au traitement des problemes de contact avec frottement par la methode des elements finis, avec application aux procedes de mise en forme des materiaux. Pour la resolution des inequations associees au probleme de contact avec frottement, nous avons developpe deux algorithmes numeriques: * l'algorithme du lagrangien augmente (version simo & laursen), * l'algorithme de condensation (multiplicateurs de lagrange+gradient conjugue). A partir des conditions de contact, nous avons utilise: soit une regularisation par penalisation, soit une introduction de variables supplementaires par multiplicateurs de lagrange, soit une combinaison des deux demarches precedentes par l'intermediaire du lagrangien augmente. Nous avons utilise, comme modele de frottement, le modele de coulomb qui suppose que le coefficient de frottement est independant de la pression de contact. Une forme regularisee de cette loi a ete proposee. Deux schemas de traitement numerique du contact avec frottement ont ete adoptes: le premier dans lequel l'actualisation de l'etat de frottement est accomplie simultanement avec la resolution des equations d'equilibre: c'est le cas pour les methodes de penalisation et de condensation. Le second dans lequel l'actualisation de l'etat de frottement est accomplie de maniere iterative, en dehors de la boucle de resolution de l'equilibre, en exploitant l'analogie entre les lois definissant le modele de frottement de coulomb et celles de la plasticite (modele rigide plastique): c'est le cas pour la methode du lagrangien augmente. Pour valider les algorithmes numeriques developpes, nous avons d'abord etudie un probleme de contact avec frottement classique pour des exemples elementaires. Trois exemples d'emboutissage a flan bloque ont ete aussi traites: il s'agit des tests proposes par (lee & wagoner), (peric & al. ) et du test sollac. Ces tests different par la geometrie des outils utilises (poincon hemispherique ou carre), par l'importance de la descente du poincon (entre 22 mm et 50 mm) et aussi par la finesse du maillage utilise pour la discretisation de la tole. Dans tous les cas, nous avons compare les resultats obtenus avec chacun des algorithmes par rapport a des solutions numeriques obtenues par d'autres codes de calcul ou a des resultats experimentaux. Ceci a permis de montrer la fiabilite de nos algorithmes avec cependant differents degres de robustesse
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Mei, Jing-Cheng. "Études du contact avec frottement par la mémoire des éléments finis (application aux structures élastomères en grandes déformations)." Paris, CNAM, 1992. http://www.theses.fr/1992CNAM0147.
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Après avoir étudié la formulation en éléments finis des structures élastomères en grandes déformations, nous avons porté nos efforts sur l’étude des procédures en éléments finis permettant le traitement des conditions aux limites du contact avec frottement. Nous avons travaillé sur les aspects suivants: une étude sur la méthode de pénalité et la méthode multiplicateur de Lagrange utilisées dans la résolution des problèmes d'optimisation; la cinématique de contact et sa formulation variationnelle; la formulation en éléments finis des problèmes de contact; la cinématique de frottement et sa formulation variationnelle; la formulation en éléments finis de problèmes de contact avec frottement; l’intégration du traitement du contact avec frottement dans un programme de calcul des structures en éléments finis. Des exemples numériques et des applications industrielles sont présentes pour illustrer la validité de l'ensemble des formulations et du programme
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Hamon, Pauline. "Modélisation et identification dynamiques des robots avec un modèle de frottement sec fonction de la charge et de la vitesse." Nantes, 2011. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=f707db5d-d950-4065-a4f1-96b0543b2c18.
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Ce travail est le résultat d’une collaboration entre le CEA et l’IRCCyN dans les domaines de la téléopération et la cobotique où les robots fonctionnent à vitesse lente et avec des variations importantes de charge. Dans ce cas, l’effort de frottement sec est important par rapport aux efforts inertiels. Le modèle dynamique classique avec frottement sec constant ne permet pas une estimation précise des efforts d’interaction du robot avec son environnement matériel et humain. Cette thèse propose une modélisation originale du frottement sec, fonction de la charge et de la vitesse, son intégration dans le modèle dynamique multi-axes et son identification par modèle inverse et moindres carrés linéaires. Une étude expérimentale mono-axe de plusieurs robots conduit à proposer un modèle qui combine la variation du frottement sec par rapport à la charge du modèle de Coulomb et la variation par rapport à la vitesse du modèle de Stribeck, et qui couvre les 4 quadrants du plan (vitesse, charge) articulaire. Ce modèle mono-axe est intégré dans le modèle dynamique inverse multi-axes du robot en assurant la linéarité par rapport aux nouveaux paramètres dynamiques. La méthode d’identification par moindres carrés linéaires du modèle classique est étendue au nouveau modèle avec une procédure en 2 étapes : une identification axe par axe fixant certains paramètres de frottement, et une identification multi-axes pour les autres paramètres de frottements et d’inertie. Une validation expérimentale sur 7 cas mono-axes et sur un cas multi-axes (robot Stäubli TX40) prouve la pertinence de cette approche originale, pour les robots fonctionnant avec une forte variation de charge et/ou à vitesse lenteThis work is the result of collaboration between CEA and IRCCyN in the area of teleoperation and cobotics, where robots work at low velocity and with high external forces variations. In this range of use, the joint dry friction force becomes significant compared with the inertial forces. The dynamic model with the usual constant dry sliding friction force model is no longer accurate enough to predict the joint forces and therefore to predict the interaction forces between the robot and its material or human environment. This thesis proposes an original dry friction model, which depends on the joint load and velocity. This model is merged into the multi-joint inverse dynamic model, which is identified with linear least squares techniques. An experimental study of several one-joint robots leads to propose a new dry friction model that combines the load-dependence of the Coulomb model and the velocity-dependence of the Stribeck model, and that is suitable for the 4 quadrants in the (velocity, load) frame. This model is incorporated into the multi-joint inverse dynamic model that remains linear in relation to the new dynamic parameters. The usual robotics identification method, based on linear least squares techniques, is divided in two steps for the new model: at first, a joint-by-joint procedure allows to identify some friction parameters, and then a multi-joint identification is carried out to estimate the other friction and inertial parameters. An experimental validation on seven one-joint cases and on a multi-joint case (4 joints of the Stäubli TX40 robot) proves the relevance of this original approach for robots working with high load variations and/or at low velocity
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Zammali, Chokri. "Contribution à la modélisation mécanique et numérique des problèmes de contact-impact." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00186569.
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Ce travail s'inscrit comme contribution au calcul numérique des problèmes de contact-impact entre solides déformables en grandes transformations. Il comporte trois parties. Dans la première, nous élaborons, grâce notamment à l'usage de "champs de signes" (type Level-Sets), une formulation lagrangienne originale pour les problèmes de contact, qualifiée de stabilisée, permettant de généraliser les formulations lagrangiennes classique et augmentée, tout en clarifiant l'intérêt des paramètres d'augmentation et unifiant les implémentations numériques. La deuxième partie est focalisée sur les problèmes d'impact. Nous y proposons une formulation continue hybride (en vitesse) faible-forte dérivant du modèle de Signorini-Moreau, écrit en équations, moyennant l'introduction de champs de signes inconnus. De la formulation continue sont dérivés des éléments de contact-impact après discrétisations en temps par une variante de Θ-schéma et en espace par la méthode des éléments finis compatibles et une méthode de collocation (points finis). La troisième partie est centrée sur les aspects multi-échelles des problèmes de contact-impact. Nous y proposons, tout particulièrement, un modèle d'interface multi-niveau rendant compte des comportements locaux et globaux des interfaces de contact. Ce modèle permet d'intégrer une réalité physique du contact, tout en atténuant significativement les écueils numériques de conditionnement et d'oscillations parasites. Par ailleurs, l'approche Arlequin a été appliquée aux problèmes multi-échelles (en espace) de contact-impact montrant la possibilité de "zoomer" avec une grande flexibilité les zones critiques de contact-impact et de mixer des modèles et des schémas différents au sein d'une même structure impactée. La pertinence des idées proposées est illustrée par des résultats numériques obtenus suite à des développements réalisés dans Code_Aster.
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D'Alvise, Laurent. "Développement d'un modèle éléments-finis pour la simulation du procédé de soudage par friction inertielle entre matériaux dissimilaires." Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1108.
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Toukourou, Mohamed Moubarack. "Modélisation et simulation par la MEF du contact avec frottement dans les procédés de mise en forme des métaux." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2001. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ60659.pdf.
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Khayati, Karim. "Commande des systèmes sous frottement utilisant le formalisme LMI : application aux systèmes robotiques avec contact et aux actionneurs pneumatiques." Mémoire, École de technologie supérieure, 2006. http://espace.etsmtl.ca/530/1/KHAYATI_Karim.pdf.
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Le frottement présente systématiquement un risque accablant dans l'altération des performances de mouvement des systèmes mécaniques. La mise-en-place d'un système de contrôle efficace pour dissiper ce genre d'anomalie constitue encore un sujet d'actualité dans les domaines de la recherche et de l'ingénierie. Les mécaniciens, les tribologues, spécialistes de la théorie de frottement, et les automaticiens oeuvrent pour l'étude de ce phénomène des points de vue: caractérisation, modélisation et compensation. Une revue assez exhaustive de ces travaux est présentée dans le chapitre 1.
Dans le présent travail de thèse, nous proposons un schéma général de contrôle des systèmes sous frottement que nous pouvons utiliser dans plusieurs applications. En respectant les paradigmes standards de stabilité, de robustesse et d'optimisation (de types H2, H∞ , etc.), ce shéma est basé sur l'estimation en boucle fermée du frottement dynamique, selon le modèle de LuGre, et la structure dynamique de contrôle linéaire par retour de sortie. La synthèse de cette commande repose sur les outils numériques des inégalités matricielles linéaires. En plus, pour tenir compte de la variété des structures dynamiques de mouvement et aussi de force dans les différents dispositifs en question, le schéma de la commande que nous proposons peut comprendre des termes d'actions statiques (ou) dynamiques, linéaires (ou) non linéaires et éventuellement robustes. Une illustration simple de la commande de mouvement d'une masse, sur une surface sous frottement, est exposée dans le chapitre 2. Il s'agit d'une généralisation du principe de commande stabilisante par rétroaction statique introduit par Canudas et al.(1995).
Ensuite, nous appliquons notre schéma dans des cas plus complexes (non linéarités, incertitudes et couplages de force/position non négligeables). Pour ce faire, nous proposons dans le chapitre 3 l'étude de la commande hybride de position/force du robot manipulateur dont l'élément final est en contact sous frottement avec une surface donnée. Dans le chapitre 4, nous développons le schéma de contrôle de force (i.e. de pression) de l'actionneur pneumatique. Et dans le chapitre 5, nous présentons le schéma détaillé de contrôle de position de ce type d'installation qui renferme plusieurs points de contact avec frottement. Des résultats expérimentaux sont présentés pour valider notre approche de commande et aussi la comparer à d'autres schémas de commande et/ou de compensation de frottement.
Pour conclure ce travail, nous recommandons, en particulier, l'extension de l'approche proposée en utilisant un modèle de frottement encore plus générale comme celui de glissement généralisé de Maxwell (GMS) dans une suite logique et aussi ambitieuse de ce travail.
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Khayati, Karim. "Commande des systèmes sous frottement utilisant le formalisme LMI : application aux systèmes robotiques avec contact et aux actionneurs pneumatiques /." Thèse, Montréal : École de technologie supérieure, 2006. http://proquest.umi.com/pqdweb?did=1251872091&sid=7&Fmt=2&clientId=46962&RQT=309&VName=PQD.
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Thèse (Ph.D.)-- École de technologie supérieure, Montréal, 2006."Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". CaQMUQET Bibliogr.: f. [202]-222. Également disponible en version électronique. CaQMUQET
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Charles, Alexandre. "Dynamique des systèmes de solides rigides avec impacts et frottement." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4738/document.
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Avec en perspective l’application à la robotique ou à l’étude des milieux granulaires, nous discutons la formulation des problèmes de contacts avec frottement en dynamique et pour les systèmes constitués de solides rigides. L’approche usuelle est event driven et ne permet pas d’écrire de manière systématique un problème d’évolution. Ceci a motivé l’émergence d’une nouvelle approche dans le cas sans frottement que nous généralisons au cas avec frottement. Suivant le point de vue de Lagrange sur l’équation de la dynamique, nous mettons en exergue l’usage systématique des puissances virtuelles et de la dualité. Ce parti-pris suggère de mettre l’accent sur l’effort généralisé de réaction dans la formulation et non sur les forces de réactions locales dans le monde réel, comme il est usuel. Ce point de vue permet d’échapper à des pathologies connues sous le nom de paradoxe de PainlevéIn the view of robotics or granular media mechanics, we question the statement of the dynamical evolution problem for multibody systems with contacts and friction. The usual approach is event driven and does not allow to state an evolution problem in a systematic way. This matter of fact gave rise to a new approach in the frictionless case we generalize to the case with friction. Sticking to the point of view of Lagrange on the equation of the dynamics, we emphasize the systematic use of virtual powers and duality. This bias suggests to put emphasis on generalized reaction forces in the statement of the evolution problem and not on local reaction forces of the real world, as it is usual in practice. This point of view allows to escape from pathologies known as Painlevé paradox