Dissertations / Theses: 'Comportement à la déformation'

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Saad, Patricia. "Modélisation et identification du comportement non linéaire des cales en caoutchouc." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2003. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/psaad.pdf.

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Abstract:

Les propriétés des élastomères (grandes déformations, amortissement) rendent leur utilisation très intéressante d'un point de vue industriel. Ces matériaux sont aujourd'hui de plus en plus utilisés notamment dans des secteurs de l'industrie tels que l'automobile ou l'aéronautique. Cette utilisation concerne généralement des pièces qui sont soumises à de fortes sollicitations mécaniques (statiques et dynamiques). Le comportement à modéliser est alors fortement non linéaire, les non linéarités étant aussi bien géométriques (dues aux grandes déformations imposées) que comportementales (les lois de comportement utilisées sont non linéaires). Pour représenter ces aspects, des lois de comportement complexes sont implantées dans des codes de calcul éléments finis. Mais leur utilisation aboutit à des modèles coûteux numériquement, et comportant un grand nombre de degrés de liberté. De plus cela ne permet pas d'écrire une relation analytique utilisable dans des logiciels multicorps pour simuler le comportement d'une pièce en élastomère. Ce travail de thèse propose un modèle simplifié à peu de degrés de liberté pour approximer la réponse des liaisons élastiques en élastomère utilisées dans l'industrie automobile. Pour ce faire on utilise une approximation de Ritz pour décrire les déplacements et la géométrie des pièces. Cela permet d'obtenir une approximation des courbes effort déplacement. Des lois de comportement hyperélastiques et viscoélastiques sont prises en compte dans le modèle. Une deuxième partie est consacrée à l'extension du modèle pour prendre en compte la dissipation non linéaire des élastomères. De nombreux essais sont réalisés à différents niveaux d'amplitude d'excitation, de fréquence, et de précharge. Pour approcher la dépendance en amplitude du module dynamique, on effectue un développement en séries de Volterra de la relation contraintes déformations. L'influence de la précharge est prise en compte par linéarisation d'un modèle hyperviscoélastique
We develop a numerical model to compute non linear rubber bush response. The objective is to take into account elasticity, damping, and non linear properties in a simple model dedicated to full vehicle modelling simulation. It is therefore important that the constitutive model a accurately capture theses aspects of the mechanical behaviour. To take into account these properties, Finite Element Codes use several complex constitutive laws. All these constituve equations can be integrated in finite element models and many algorithms are developed for this purpose. The main drawback of this procedure is its complexity. The number of dof is too high to be integrated in a vehicle study. Our work aims at giving a simplified approximation of the force as a function of the displacement and its derivatives, starting from a microscopic constitutive equation. Starting from a finite element model and a constutive law, we want to generate an equivalent rheological model, with a few dof. This model aims at predicting the frequency response of the bush, function of its geometry, of the load, of the parameters of the constitutive law. To do so, we approximate the displacement as a linear combination of admissible kinematic displacement fields, according to the Rayleigh-Ritz approximation. Hyperelastic models are used to fit on linear quasi static force deflection curves. Viscoelastic constitutive laws are also developped. In order to predict amplitude dependency observed when we measure steady state harmonic response, we use a Volterra development of the stress strain constitutive equation. To take into account preload effects, we linearize a viscohyperelastic model. The predictions of these models are compared to experimental data

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MING, YAN LIU. "Comportement viscoplastique des polymères techniques a grande déformation et à grande vitesse de déformation (loi de comportement-critère de la rupture-essais dynamiques-identification, optimisation)." Paris, CNAM, 1986. http://www.theses.fr/1986CNAM0075.

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Abstract:

Étude de polymère semicristallins. Modèle microstructural: influence de la vitesse de déformation et de la température. Proposition d'un modèle cisaillement de la rupture ductile. Essais de torsion à grande vitesse avec le système a de Hopkinson et la machine d'inertie

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Zenasni, Mohammed. "Caractérisation expérimentale et modélisation du comportement du cuivre en grandes déformations : sensibilité à la vitesse." Metz, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1992/Zenasni.Mohammed.SMZ9234.pdf.

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Abstract:

L'influence de l'effet de changement de vitesse de déformation sur le comportement plastique du cuivre est bien connue, mais il n'existe, dans la littérature, que très peu d'essais systématiques permettant la mise en évidence de cet effet en grandes déformations. C'est dans ce but que nous avons mis au point et réalisé un programme d'essais des éprouvettes de cuivre sur un dispositif des barres de Kolsky en torsion. Les nombreux résultats expérimentaux ont permis de tracer des courbes contraintes-déformations à différentes vitesses de déformation ainsi qu'avec changement de vitesse. Les comparaisons avec les calculs obtenus à partir d'un modèle basé sur l'évolution de la structure (densité de dislocation) ainsi que l'activation thermique sont en bon accord et montrent la nécessite de tenir compte de deux types de sensibilités : une sensibilité instantanée à la vitesse et une sensibilité de l'écrouissage à la vitesse
The subject of the thesis was to analyse the rate sensitivity of polycrystalline copper at large strains, order of 300 % in shear. This subject has not been so far explored and literature sources are extremely limited. On the other hand there is a great interest in including the rate effects in constitutive modelling. The torsional Hopkinson Bar (Kolsky apparatus) has been used to study the rate affects at high strain rates. At lower strain rates in shear than 300 s-1, a fast torsion machine was also employed. New computer programs developed in this purpose permitted for complete analyses of the shear stress vs. Shear strain curves at different strain rates. Tests with changes of strain rate have also been performed and the results studied within the framework of constituve modelling based on evolution of the mean dislocation densites. In general, application of the constitutive formalism based on evolution of microstructure and thermal activation (rate sensitivity of strain hardening and instantaneous rate sensibility) gave good results in modelling and comparison with experimental data

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Delon-Martin, Chantal. "Superplasticité d'un alliage aluminium-magnésium : mécanismes de déformation et comportement à l'endommagement." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0158.

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Abstract:

La superplasticite est souvent associee a un mecanisme de deformation unique a savoir le mouvement de grains. Le premier objectif de ce travail est d'etudier la possible contribution du fluage dislocations a la deformation macroscopique totale, en temps que mecanisme de deformation propre, particulierement en conditions de superplasticite. Ce travail est mene dans le cas de la deformation a haute temperature d'un alliage al-mg en traction uniaxiale pour lequel, la rheologie, les changements microstructuraux et les variations de texture cristallographique sont caracterises experimentalement. D'apres les resultats obtenus, il semble que meme dans des conditions de superplasticite pour lesquelles le mouvement de grains est effectivement majoritaire, il existe une contribution du fluage dislocations. Une modification de la vitesse affecte les contributions respectives de chaque mecanisme. De plus, a vitesse de deformation donnee, le poids de ces mecanismes peut varier au cours de la deformation, du fait, notamment d'une modification de la taille moyenne de grains. D'une part, celle-ci peut augmenter en raison du grossissement dynamique favorise par le mouvement de grains. D'autre part, elle semble pouvoir diminuer a cause d'un processus de recristallisation continue. Ainsi, l'apparition de nouveaux petits grains peut favoriser les proprietes superplastiques. Toutefois, l'obtention de forts allongements a rupture depend egalement du comportement a l'endommagement par cavitation, qui se developpe dans l'alliage au cours de la deformation, dont l'etude constitue le deuxieme objectif de ce travail. Une attention particuliere est portee au phenomene de coalescence, mis en evidence experimentalement grace a une caracterisation tridimensionnelle par micro-topographie x. Il semble que la coalescence se deroule en deux etapes. Apres une premiere phase de coalescence locale, la coalescence se generalise a l'ensemble du materiau.

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Changeux, Benoît. "Loi de comportement pour l'usinage : localisation de la déformation et aspects microstructuraux." Paris, ENSAM, 2001. http://www.theses.fr/2001ENAM0012.

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Abstract:

En usinage, la description du comportement du matériau usiné reste une des principales difficultés de la modélisation de l'opération de coupe à l'échelle dite "meso", des quelques millimètres autour de l'arête de l'outil, dans la zone de coupe. De fortes sollicitations ont lieu en trois zones de dissipation d'énergie, les zones "de cisaillement", où les couplages physiques entre mécanique, thermique et métallurgie sont très forts. Dans un premier temps, des essais de tournage orthogonal (sur acier inoxydable austénitique) sont présentés. Ils permettent l'examen de ces zones. Les niveaux de déformation, de température, de vitesses et de gradients y sont évalués, les transformations microstructurales mises en évidence, grâce à l'utilisation de multiples outils : microscopie, diffraction des rayons X, dureté, etc. Ils permettent de comparer le niveau d'écrouissage et l'importance relative des couplages dans chacune de ces zones. Les essais permettent également, sur trois nuances différentes du même acier austénitique, de montrer l'influence et l'intérêt des inclusions destinées à l'amélioration de l'usinabilité. On utilise en particulier un outil original d'analyse thermique par caméra CCD dans le proche infrarouge. Des essais de cisaillement dynamique sur éprouvettes 'chapeau' sont réalisés sur un banc de Hopkinson, à 20ʿC et 300ʿC ; ils permettent de s'approcher du chargement vu en usinage. Les résultats expérimentaux ne mettent pas en évidence une influence des inclusions d'amélioration de l'usinabilité dans ces condititions, ce qui laisse supposer que leur actionen coupe est essentiellement tribologique et liée à l'endommagement qu'elles engendrent. La comparaison des éprouvettes après essai avec les zones cisaillées en coupe montre des parentes (vitesse de déformation, texture induite, dureté) et des différences (largeur de zone cisaillée, échauffement induit par la déformation plastique). Mais la géométrie chapeau montre son intérêt dans notre étude par rapport aux essais plus classiques de compression ou de torsion. Grâce à la simulation numérique de ces essais, dont la fidélité dépend de la loi choisie, et à la réalisation parallèle d'essais plus lents et à chaud, on utilise les données expérimentales pour quantifier les paramètres de la loi de Johnson-Cook, loi qui intègre l'influence de la vitesse de déformation et de la température.

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Konaté, Yaya. "Etude du comportement de films d'adhésif : application aux capteurs à jauges de déformation." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10041.

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Abstract:

La conception des capteurs de pesage fait appel à trois éléments fondamentaux : le corps d'épreuve, la jauge de déformation et l'adhésif. Dans cette architecture, l'adhésif joue un rôle important ; la détermination de ses caractéristiques mécaniques demeure très difficile dans certains cas. Une méthodologie expérimentale conduisant à l'amélioration des caractéristiques mécaniques des adhésifs utilisés en pesage a été mise en oeuvre. Celle-ci tient compte de trois paramètres principaux : la température de cuisson, le temps de cuisson et la pression de collage. Les seuils d'apparition des microfissures ainsi que les seuils de propagation des criques dans le joint sont présentés. Une confrontation théorie-expérience (cf. Y. Gillibert et A. Rigolot) a été effectuée. Enfin, un développement de l'étude théorique effectuée par O. Volkersen sur les assemblages collés à double recouvrement, est proposé.

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Duchaussoy, Amandine. "Déformation intense d'alliages d'aluminium à durcissement structural : mécanismes de précipitation et comportement mécanique." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMR135.

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Abstract:

La combinaison de deux mécanismes permettant d’accroitre la résistance mécanique (précipitation et joints de grains) a été explorée dans cette thèse afin d’augmenter les propriétés d’alliages d’aluminium à durcissement structural de la série 7###. Les techniques d’élaboration par déformation plastique intense permettent d’obtenir des alliages nano-structurés comportant une grande densité de joints de grains qui permet une augmentation conséquente de la limite d’élasticité selon la loi de Hall-Petch. Cependant, la grande densité de défauts (dislocations, lacunes, joints de grains…) et les contraintes internes générées par cette déformation donnent lieu à des nanostructures hors équilibre intrinsèquement instables lors d’un traitement de précipitation. Cela se traduit d’une part par une croissance rapide des grains et d’autre part par des changements dans les mécanismes de précipitation (précipitation hétérogène, cinétique accélérée). Nous avons étudié les nanostructures obtenues par déformation plastique intense via HPT et HPS (High pressure torsion/sliding) sur un alliage modèle, Al-2%Fe, et un alliage commercial AA7449 enrichi en fer. La stratégie choisie était de stabiliser la structure à grains ultra-fins par des nanoparticules d’intermétalliques riches en fer (épinglage de Zener) pour permettre une précipitation homogène de phases durcissantes et de combiner ainsi les 2 mécanismes pour accroître la limite élastique. Dans ce contexte, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à : 1) l’influence des solutés sur les mécanismes physiques de recristallisation dynamique conduisant à la nanostructuration ; 2) les mécanismes spécifiques impliqués lors de la co-déformation de phases aux comportements mécaniques très différents ; 3) les transformations de phase pouvant conduire soit à la formation d’une solution solide sursaturée ou bien au contraire à la décomposition d’une solution solide par précipitation induite par déformation ; 4) aux relations entre les nanostructures ainsi générées, leur stabilité thermique et leur résistance mécanique. L’observation des microstructures et la compréhension des mécanismes induits par la déformation ainsi que les relations avec le comportement mécanique ont été entrepris grâce à l’utilisation de nombreuses techniques : la microscopie électronique à balayage, en transmission, ASTAR (cartographie d’orientation au MET), ainsi que la sonde atomique tomographique. L’étude de la précipitation a été réalisée par DSC (calorimétrie différentielle à balayage), SAXS (diffusion des rayons X aux petits angles) et MET in-situ. Finalement, la relation avec le comportement mécanique a été établie sur la base d’essais de traction et de mesures de microdureté
The combination of two mechanisms to increase mechanical strength, namely precipitation and grain size reduction, has been explored in this thesis in the aim of increasing the properties of age hardenable aluminum alloy from the 7### series.Manufacturing by severe plastic deformation makes it possible to obtain nanostructured alloys with high density of grain boundaries, which allows increasing the yield strength according to the Hall-Petch law. However, the high density of defects (dislocations, vacancies, grain boundaries ...) and the internal stresses generated by this deformation results in inherently unstable nanostructures when precipitation heat treatment is performed. These nanostructures experience rapid grain growth and drastic changes in precipitation mechanisms (heterogeneous precipitation, accelerated kinetics).In this work we have studied nanostructures obtained by severe plastic deformation using HPT and HPS (High pressure torsion / sliding) on a model alloy, Al-2% Fe and a commercial alloy AA7449 enriched with iron. The strategy was to stabilize the ultra-fine grain structure by intermetallic iron-rich nanoparticles (Zener pinning) to allow homogeneous precipitation hardening and thus combine the two mechanisms to increase the yield strength. In this context, we have particularly investigated: 1) the influence of solutes on the physical mechanisms leading to dynamic recrystallization nanostructuring; 2) specific mechanisms involved in co-deforming phases with very different mechanical behaviors; 3) the phase transformations that may lead either to the formation of a supersaturated solid solution or, on the contrary, to the decomposition of a solid solution by deformation-induced precipitation; 4) the relationship between the nanostructures thus generated, their thermal stability and related mechanical properties.The observation of the microstructures and understanding of the mechanisms induced by the deformation and relations with the mechanical behavior has been undertaken with many techniques: scanning and transmission electron microscopy (SEM/TEM), ASTAR (orientation mapping by TEM), and atom probe tomography. The study of precipitation was carried out by DSC (differential scanning calorimetry), SAXS (small angle X-ray scattering) and in-situ TEM. Finally, the relationship with the mechanical behavior has been established on the basis of tensile tests and micro-hardness measurements

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Fénart, Pascal. "Caractérisation du comportement hydromécanique des massifs rocheux fissurés." Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20196.

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Bagassi, M'hammed. "Comportement hydrodynamique des macromolécules dans les milieux poreux fins en régime de déformation faible." Brest, 1986. http://www.theses.fr/1986BRES0004.

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Abstract:

Filtration d'un polyelectrolyte (polyacrylamide hydrolyse polydisperse et de grande masse moleculaire) a travers des membranes ayant des pores cylindriques bien definis. Influence du champ de vitesse de deformation du rayon de pore et de la force ionique de facon a pouvoir comprendre les mecanismes de passage et proposer un modele d'interpretation. Influence de la concentration

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Belotteau, Jeanne. "Comportement et rupture d’un acier au C-Mn en présence de vieillissement sous déformation." Thesis, Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2009. http://www.theses.fr/2009ECAP0002/document.

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Abstract:

Les aciers de construction au carbone manganèse (C-Mn) sont largement utilisés pour diverses applications mécaniques, et en particulier pour les tuyauteries de circuit secondaire des centrales nucléaires de type Réacteurs à Eau sous Pression (REP). La robustesse des composants des circuits sous pression des REP vis-à-vis de la fissuration doit être démontrée, tant au niveau de la conception que de l’exploitation. Les aciers au C-Mn sont sensibles au vieillissement sous déformation qui entraîne une chute importante de ductilité et de ténacité entre 150 et 350°C,températures de service des tuyauteries du circuit secondaire. Ce phénomène est dû à une interaction entre les atomes de solutés et les dislocations, et peut se traduire entre autres par une sensibilité négative de la contrainte à la vitesse de déformation, et des localisations de la déformation plastique (Lüders, Portevin – Le Chatelier). L’origine physique du vieillissement sous déformation a été beaucoup étudiée, surtout dans les métaux purs, en relation avec le phénomène Portevin-Le Chatelier (PLC), mais son influence sur les propriétés mécaniques et notamment la rupture reste très controversée. L’objectif de la thèse est de modéliser le comportement et la rupture d’un acier au C-Mn dans un large domaine de température compris entre 20 et 350°C, en tenant compte des phénomènes de vieillissement sous déformation, et en particulier des localisations de déformation. Le comportement et la rupture de l’acier au C-Mn étudié ont été caractérisés expérimentalement dans le domaine 20-350°C à l’aide d’essais de traction sur éprouvettes lisses, sur éprouvettes axisymétriques entaillées, et d’essais de déchirure sur éprouvettes CT. Le modèle d’Estrin Kubin McCormick, prenant en compte le vieillissement sous déformation, a été identifié dans cette même gamme de température et la plupart des effets du vieillissement sous déformation ont pu être simulés numériquement : sensibilité négative de la contrainte d’écoulement à la vitesse de déformation, bandes de Lüders, effet PLC, modification des propriétés mécaniques de traction… Le modèle ainsi identifié a été appliqué à l’étude de la rupture d’éprouvettes lisses, entaillées et CT. La baisse de l’allongement réparti est bien décrite en traction sur éprouvettes lisses. Pour prévoir la rupture des éprouvettes entaillées, l’approche locale de la rupture a été appliquée (modèle de Rice et Tracey). Cette étude a donc permis de disposer d’un modèle prenant en compte le vieillissement sous déformation de 20°C à 350°C et décrivant les localisations de déformation plastique de type Lüdersou PLC, pour différentes géométries d’éprouvettes. Ce modèle a été utilisé pour simuler la rupture des aciers au C-Mn, suscitant ainsi une vision nouvelle pour comprendre la baisse de ductilité associée au vieillissement dynamique
Pas de résumé en anglais disponible

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Petiteau, Jean-Christophe. "Caractérisation expérimentale et modélisation du comportement des élastomères en dynamique rapide : application aux plots de suspension." Phd thesis, Ecole centrale de nantes - ECN, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841462.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse visent à caractériser expérimentalement le comportement des élastomères sous sollicitation dynamique en grandes déformations et de définir un (ou des) modèle(s) de comportement adapté(s). Des essais de traction et de compression à vitesse de déformation vraie constante ont été menés afin de mettre en évidence l'influence de la vitesse de déformation sur le comportement du matériau. Pour cela, des moyens d'essais originaux ont été développés. La rigidification du matériau avec la vitesse de déformation ainsi qu'une augmentation de la dissipation d'énergie sur la gamme de vitesse de déformation considérée ont été mises en évidence. Pour modéliser ces matériaux, des lois de comportement viscoélastiques en grandes déformations ont été choisies. Une comparaison des deux approches les plus utilisées dans ce domaine, à savoir intégrale et différentielle, a été effectuée afin de déterminer la plus apte à modéliser le comportement des matériaux élastomères dans le cadre de chargement à moyenne vitesse de déformation ; l'approche intégrale a été retenue. Les paramètres d'un modèle de ce type ont été recalés de façon satisfaisante à partir des essais de traction. Finalement, cette loi a été implantée dans le code de calcul LS-DYNA. Des essais de validation ont ensuite été effectués pour différents modes de sollicitation : traction, compression mais aussi propagation d'ondes de traction. Les différents modes de sollicitation étant globalement bien représentés, des simulations d'un plot de suspension utilisé dans les sous marins sont proposées sous divers chargements ; elles permettent la mise en oeuvre d'un macro-élément reproduisant le comportement global du plot.

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Harrabi, Lotfi. "Comportement viscoélastique à grande déformation des composites élastomères : textile utilisés dans les équipements de protection." Mémoire, École de technologie supérieure, 2009. http://espace.etsmtl.ca/1244/1/HARRABI_Lotfi.pdf.

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Abstract:

Le port de gants de protection permet de diminuer le nombre el la gravité des lésions aux mains. mais ces gants sont souvent trop épais et/ou trop rigides. L' utilisation de ces gants mal adaptés se traduit par un effort musculaire accru pour faire une même tâche, ce qui limite leur utilisation par les travailleurs. Présentement, il existe des tests normalisés permettant de quantifier la souplesse des textiles. Cependant, les tests mécaniques de ce type ne peuvent pas être utilisés pour caractériser la souplesse des gants et encore moins tenir compte de l'effet possible joué par l'interface main-gant sur la souplesse telle que ressentie par les sujets. Le but principal de cette étude est de caractériser dans un premier temps la souplesse des gants de protection sélectionnés de manière à couvrir un large éventail de degrés de souplesse (plus souple au plus rigide) et d'étudier le comportement mécanique des matériaux de protection dans un deuxième temps. En ce qui concerne l'étude de la souplesse des gants, deux nouvelles méthodes mécaniques sont proposées dans ce travail: • La première méthode, appelée ici méthode multidirectionnelle, est présentée dans l'article 1 de cette thèse. Les résultats issus de cette méthode ont été comparés à ceux du test KAWABATA ainsi qu'un test de perception impliquant des sujets humains. Ils ont également été validés par un test biomécanique dans le cadre du projet rRSST 099-376. Des corrélations élevées ont été obtenues entre le test multidirectionnel et les deux. critères obtenus chez les sujets humains, ce qui suppose que le rôle joué par l'interface main-gant n'est pas très important, du moins pour le type de tâche étudiée. Le test multidirectionnel démontre les meilleures corrélations avec les tests de perception et biomécanique, comparativement à la méthode Kawabata. Ces corrélations sont si élevées (r > 0.88) qu' il est possible de conclure que le test biomécanique n'est pas nécessaire pour bien caractériser la souplesse des gants. Quelques facteurs peuvent expliquer le fait que la méthode multidirectionnelle caractérise la souplesse des gants de protection de manière plus proche de ce qui est mesuré avec les sujets humains par rapport à laméthode Kawabata. D'une part, elle soumet les gants à des déformations multidirectionnelles, qui simulent de manière plus réaliste les conditions d'utilisation réelles des gants, alors que la technique Kawabata applique des flexions uniaxiales. D'autre part, elle teste les gants dans leur intégralité, c'est-à-dire que les mesures de souplesse sont faite s sur les deux épaisseurs paume et dos en même temps. En résumé, cette étude est la première à valider des tests mécaniques de souplesse de gants de protection avec des critères obtenus chez des sujets humains. Us démontrent qu'il est possible de prédire les effets qu'a un gant rigide sur la fonction musculaire à partir d'un nouveau test mécanique, le test multidirectionnel, réalisé sur des échantillons de gants. Ce test, en plus d'apporter essentiellement la même nformation que les tests avec sujets humains, est beaucoup plus simple, requiert moins de ressources (moins coûteux) car moins sujet aux variations dans les mesures, et est plus sensible aux différences fines en terme de souplesse. • La deuxième méthode, appelée ici méthode fixée, est présentée dans l'article 2 de cette thèse. Elle permet l'évaluation de la souplesse des gants de protection portés serrés sur les mains en reproduisant les déformations biaxiales largement présentes dans ce type de gant de protection en cours d'utilisation. Les résultats théoriques issus du formalisme de Mooney-Rivlin dans le cas des élastomères sont en très bonne corrélation avec l'expérimentation. En ce qui concerne l'étude du comportement mécanique des matériaux de protection, nous nous sommes intéressé particulièrement au comportement viscoélastique de ces matériaux à des grandes déformations lors d'un cycle charge-décharge. Les modèles développés ici sont basés sur l'utilisation du modèle rhéologique de Zener pour pouvoir prédire ce comportement à différentes vitesses dans le cas des matériaux élastomères (article 3) et des matériau/(textiles (article 4). Les résultats qui ont été trouvés montrent une bonne corrélation entre la modélisation et l'expérimentation. L'utilisation des modèles proposés dans cette étude permet de prédire l'effort nécessaire ainsi que l'énergie à dissipée pour accomplir une certaine tache à une vitesse donnée.

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Dib, Wassim. "Comportement mécanique de tissus à voiles, en fibres synthétiques, sous sollicitations biaxiales et déformation finie." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENI006/document.

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Abstract:

Ce travail concerne l'étude théorique, expérimentale et numérique du comportement mécanique de matériaux tissés et de toiles laminées à base de fibres synthétiques, destinés à la fabrication des voiles, comme le polyester ou le Kevlar. Une approche théorique originale a été proposée ; elle permet une prise en compte du comportement spécifique des fils, de l'enduction et de leurs interactions. La modélisation, qui en résulte, permet de décrire le comportement biaxial des matériaux tissés et des toiles, en chargements cycliques complexes, avec une prise en compte des déformations finies, des effets visqueux non linéaires, de l'irréversibilité indépendante du temps et de l'anisotropie. Une mise en œuvre de cette modélisation a été effectuée dans un code d'Eléments Finis, afin de produire un outil opérationnel pour le calcul des voiles. L'approche théorique proposée a été validée grâce à une étude expérimentale détaillée, qui a été réalisée sur le Dacron SF HTP Plus. Ainsi, nous avons réalisé sur ce matériau différents essais de tractions monotones et de tractions ondulées, contrôlés en déformation et en force. Certains de ces essais comportent des séquences de relaxation. Ces essais ont été réalisés dans les axes du matériau, dans le sens chaîne ou dans le sens trame, ainsi qu'en hors axes avec des orientations par rapport à la direction chaîne allant de 5° à 45°. Des résultats expérimentaux complémentaires ont également été obtenus sur une toile laminée en Kevlar X15 et sur un Dacron SF HTM simple. Enfin, une simulation de l'essai de traction biaxiale a été réalisée et a permis d'étudier l'homogénéité des champs de contrainte et de déformation de trois formes d'éprouvette différentes
This work deals with theoretical, experimental and numerical studies of the mechanical behavior of woven materials and laminated fabrics, made with synthetic fibers, for the manufacture of sails, such as polyester or Kevlar. An original theoretical approach was proposed, it allows taking into account the specific behavior of yarns, of coating and their interactions. The resulting modeling allows describing the behavior of woven materials and laminated fabrics, in the case of complex cyclic biaxial loadings, taking into account finite deformations, nonlinear viscous effects, time-independent irreversibility and anisotropy. The implementation of this modeling was performed in a finite element code, in order to produce an operational tool for the design and calculation of sails. The proposed theoretical approach has been validated through a detailed experimental study, which was conducted on material “Dacron SF HTP Plus”. Thus, we performed various monotonous and cyclic tensile tests, which were strain or load-controlled. Some of these tests include relaxation sequences. These tests were conducted in the axes of the material, in the warp and weft directions, as well as off-axis or bias orientations, from 5 ° to 45 ° with respect to the warp direction. Further experimental results were also obtained on a laminated “Kevlar X15” and a woven “Dacron SF HTM simple” fabrics. Finally, numerical simulations of the biaxial tensile test were performed and were used for studying homogeneity of the stress and the strain fields in the cases of three different contours of biaxial-tensile samples

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García, González Rafael. "Etude du comportement sous déformation de copolymères à blocs SBS et SBM à morphologie lamellaire." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0045/these.pdf.

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Abstract:

Ce travail de recherche est consacré à la relation structure-propriétés des copolymères tri blocks du type SBS et SBM, où S est le polystyrène, B le polyibutadiè et M le poly(méthyl-méthacrylate). Ces matériaux appartiennent à la catégorie des matériaux "nano-structurés" lamellaires. Nous avons étudié les propriétés mécaniques en régime linéaire et en régime non linéaire des films copolymères orientés. Nous avons mis en évidence la corrélation de l'évolution de cette microstructure parfaitement définie avec la déformation, et ceux suivant l'orientation des sollicitations appliquées. Nos avons mis en oeuvre des techniques aussi complémentaires que la microscopie électronique en transmission et optique, le dichroïsme infrarouge, la diffusion aux petits angles des RX, l'analyse des courbes contrainte-déformation, les mesures en spectrométrie mécanique. Nous avons effectué des observations in situ. Les résultats les plus intéressants concernent la modification de la microstructure des systèmes orientés sous déformation observée in-situ à travers le dichroïsme infrarouge et la diffusion des rayons X aux petits angles. La première méthode nous a renseigné sur les changements structuraux induits par la déformation au niveau des conformations des chaînes, et la seconde nous a permis d'analyser les modifications structurales aux niveaux des domaines nanostructurés. De cette façon, nous rendons compte des évolutions de la texture et de la corrélation avec le comportement mécanique. Comme nous avons pu le constater, le comportement mécanique s'est avéré très différent selon l'orientation des lamelles par rapport à l'axe principal de la sollicitation (propriétés très fortement anisotropes)
We have study the structure-properties relation of SBS and SBM black copolymers, where S is the polystyrene, B the polybutadiene and M the poly(methyl-methacrylate), These materials belong to the category of the lamellar "nana structured materials ". We studied the mechanical properties of oriented films in "linear" and in "non linear" conditions. We put in evidence the strain's effects in the microstructure evolution according to the orientation of the applied stress. We used some complementary experimental techniques as the transmission electronic microscopy and optic, the infrared dichroisme, the small angles X ray scattering, the analysis of the stress-strain curves, the measures of DMA. The most interesting results concern the modification of the oriented system's microstructure under strain observed in-situ through the infrared dichroisme and the X-rays scattering, the first shows the structural changes to the level of the chains conformations, and the second allowed us to analyze the structural modifications to the levels of the nanostructured domains. In this way we give account of the evolutions of the texture and the interrelationship with the mechanical behavior. As we could note the mechanical behavior proved to be very different according to the lamellae orientation in relation to the main axis of the solicitation

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Jarkas, Marwan. "Etude expérimentale et modélisation du comportement viscoplastique du titane pur à grande vitesse de déformation." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Jarkas.Marwan.SMZ9927.pdf.

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Abstract:

L'objet de cette thèse est le développement d'un modèle de loi de comportement viscoplastique pour le titane-alpha, qui se base sur l'évolution de la microstructure. Afin d'établir le cadre de l'étude et d'isoler les variables que nous utilisons par la suite, nous commencons par présenter les phénomènes qui sont généralement observés lors de la déformation plastique. Le premier problème qui se pose lors de l'établissement d'une loi de comportement est le choix des variables internes (comme la densité de dislocations et la présence des macles). Celles-ci doivent être indépendantes et représentatives des phénomènes que l'on veut modéliser. De plus, elles doivent être opérationnelles, c'est-à-dire que l'on peut effectivement mesurer leur valeur expérimentale, de préférence simplement, sinon directement. La première partie expérimentale comprend la mise au point d'un dispositif de compression et une série d'essais mécaniques sur le titane pure. La méthode expérimentale adoptée pour nos essais est l'impact direct. Cette méthode complétement originale consiste en un impact direct du projectile à bout plat, propulsé par un canon à gaz, sur l'éprouvette. Ce dispositif permet d'atteindre de très hautes vitesses de déformation (5 10 4 s - 1) et de choisir à l'avance la vitesse d'impact du projectile. La seconde partie consiste en la reformulation d'un modèle à partir de considérations sur les mécanismes physiques et la restitution de phénomènes liés à l'histoire du chargement
The object of this thesis is the development of a model of viscoplastic behavior for titanium-alpha, which is based on the evolution of the microstructure. In order to establish the framework of the study and to isolate the variables which we use thereafter, we start by presenting the phenomena which are generally observed at the time of the plastic deformation. The first difficulty which arises during the stablishment of behavior is the choice of the internal variables (like the density of dislocations and the presence of the twins). Those must be independant and representative of the phenomena which one wants to model. Moreover, they must be operational, i. E. That one can measure their experimental value indeed, preferably simply, if not directly. The first experimental part includes the development of a device of compression and a series of mechanical tests on titanium pure. The experimental method adopted for our tests is the direct impact. This completely original method consists of a direct impact of the projectile with flat end, propelled by a gas gun, on the test-tube. This device makes it possible to reach very high speeds of deformation (~ 5x10(4) s-1) and to choose in advance the impact speed of the projectile. The second part consists of the reformulation of a model starting from considerations on the physical mechanisms and the restitution of phenomena related to the history of the loading

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Lévesque, Julie. "Modélisation et simulation du comportement des alliages de magnésium lors de la déformation à chaud." Thèse, Université de Sherbrooke, 2007. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1841.

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Abstract:

Les alliages de magnésium sont de plus en plus utilisés dans l'industrie automobile. Leur faible masse volumique permet d'alléger les véhicules, donc de diminuer l'utilisation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre. La ductilité du magnésium à température ambiante est faible, mais une augmentation de celle-ci permet l'activation de systèmes de glissement supplémentaires et une meilleure formabilité. L'hydroformage à chaud pourrait donc permettre de fabriquer des pièces en alliages de magnésium destinées à l'industrie automobile. L'objectif de ce travail était de développer un modèle numérique permettant de simuler le comportement des alliages de magnésium déformés à température modérée (200 °C). Les principales difficultés résident dans le fait que le magnésium ne se déforme pas seulement par glissement, mais aussi par maclage. En plus de réorienter les mailles cristallines, le maclage amène également un schéma de durcissement complexe. Le modèle utilisé en est un de plasticité cristalline, qui tient compte de révolution de la texture lors de la déformation. Le modèle de départ a été adapté au magnésium en y incluant le maclage. Il tient compte de la réorientation des mailles cristallines, ainsi que du durcissement causé par les joints de macles. Le modèle a d'abord été calibré grâce aux courbes de traction et de compression uniaxiale, puis a été valide par la simulation de l'essai de déformation circonférentielle. L'évolution de texture observée a aussi permis de valider le modèle. Des équations permettant d'ajuster les paramètres du modèle en fonction du taux de déformation ont également été développées. Les diagrammes des limites de formage dans les directions conventionnelles et d'hydroformage ont été tracés. Le maclage semble contribuer légèrement à la formabilité des alliages de magnésium à la température étudiée. Une augmentation de l'index de sensibilité à la vitesse de déformation a aussi un effet positif sur la formabilité. Les résultats obtenus ne permettent cependant pas de déterminer l'effet du taux de déformation.

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Lefêvre, Franck. "Comportement en cisaillement et évolution de la morphologie des discontinuités rocheuses." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL058N.

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Abstract:

La présence des discontinuités dans un massif rocheux est identifiée comme l'élément majeur dans l'étude de la stabilité des ouvrages. La connaissance du comportement en cisaillement des joints rocheux fait donc l'objet de nombreuses études. Ce travail de recherche présente une étude numérique (code de calcul UDEC) qui traite de l'influence de l'application du déplacement tangentiel sur l'état de contrainte dans la matrice et le long du joint. Nous étudions ensuite, sur des répliques en mortier de joints artificiels ondulés et de joints naturels, l'influence des cycles de cisaillement direct sur le comportement en cisaillement des joints ainsi que sur leur dégradation. Ces essais ont été réalisés suivant les sollicitations CNC et KNC sous différents niveaux de contrainte normale et de rigidité normale. Afin de quantifier la dégradation des joints cisaillés, des relevés topographiques ont été effectués avant et après les essais de cisaillement avec un profilomètre laser à capteur optique et l'usure des joints cisaillés est quantifiée directement par le degré de dégradation, Dw, défini sur la base de 1'estimation des aires vraies des surfaces avant et après cisaillement. A partir de nos résultats expérimentaux, un critère de rupture en cisaillement prenant en compte l'endommagement successif et la morphologie du joint a été proposé. De plus, deux modèles ont été proposés pour prédire la dégradation des joints anisotropes suivant le type de sollicitation (CNC ou KNC), le mode de cisaillement (monotone ou cyclique) et la caractérisation morphologique. Le modèle de dégradation KNC est généralisable aux deux types de sollicitation, et les résultats des essais ont montré que ce modèle prédit assez bien la dégradation des joints.

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Juanicotena, Antoine. "Etude théorique et expérimentale du comportement viscoplastique des matériaux aux grandes déformations et grandes vitesses de déformation : application à l'acier Mars 190 et au tantale." Metz, 1998. http://www.theses.fr/1998METZ024S.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre général de l'étude et la modèlisation du comportement viscoplastique des matériaux metalliques dans le domaine des grandes déformations homogènes aux grandes vitesses de déformation, de 10[à la puissance]4 à 10[à la puissance]5 s[à la puissance] -1. Nous définissons une méthodologie permettant de restituer le comportement mécanique de l'acier à blindage Mars 190 et du tantale dans le domaine visé. Dans un premier temps, l'étude des mécanismes physiques de la viscoplasticité montre la nécessite de prendre en compte certains mécanismes fondamentaux de la déformation plastique. A partir de là, l'examen de différentes lois de comportement permet d'extraire le modèle de Preston-Tonks-Wallace, qui restitue notamment le phènomene physique de saturation de la contrainte d'écoulement aux grandes déformations. Dans une deuxième partie, une caractérisation mécanique intègrant l'influence du mode de chargement, de la vitesse de déformation et de la température est menée sur les deux matériaux d'étude. Cette étude expérimentale permet entre autres de déterminer les coéfficients associés aux modèles de Johnson-Cook, Zerilli-Armstrong et Preston-Tonks-Wallace pour chaque matériau. Dans un troisième temps, afin de tester et de valider les modèles, nous concevons et développons un dispositif expérimental capable d'atteindre le domaine d'étude : l'essai d'expansion de sphère. Il s'agit d'imposer une expansion radiale libre à une enveloppe sphérique mince au moyen d'une onde de choc générée par un explosif. A partir de la mesure de vitesse d'expansion radiale, nous pouvons déterminer les contraintes, déformations et vitesses de déformation appliquées à l'enveloppe sphérique au cours du temps. Dans une quatrième et derniere partie, nous évaluons les modèles hors de leur domaine d'identification. Cette validation est effectuee par confrontations expériences/calculs, à l'aide d'essais de validation dont l'experience d'expansion de sphère et l'essai de Taylor.

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El, Moustapha Khadijatou. "Identification d'une loi de comportement enrichie pour les géomatériaux en présence d'une localisation de la déformation." Phd thesis, Université de Grenoble, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01033438.

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Abstract:

Modéliser la localisation de la déformation dans les géomatériaux de manière objective nécessite l'utilisation de méthodes capables de régulariser le problème aux limites en introduisant une longueur caractéristique. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons choisi d'utiliser les milieux à microstructures de types second gradient. Une question, se pose alors quant à l'identification des paramètres constitutifs qui interviennent dans la formulation de ces milieux. L'objectif de cette thèse est de mettre en place une méthode d'identification d'une loi de comportement enrichie de type second gradient. Une partie de l'identification a été réalisée à partir d'essais homogènes, cependant l'identification complète nécessite de considérer des modes de déformation à forts gradients, comme cela est le cas en présence d'une localisation de la déformation. La procédure d'identification développée s'appuie sur des résultats expérimentaux d'essais mécaniques sur le grès de Vosges conduits à deux confinements différents (20 et 30 MPa), pour lesquels le mode de déformation des échantillons a été caractérisé à l'aide de mesures de champs cinématiques (corrélation d'image), y compris en régime localisé. Un certain nombre d'observables ont été extraits de ces essais, qui ont servi à établir la comparaison entre calculs numériques et observations expérimentales. Une étude de sensibilité exhaustive a été menée pour établir une matrice de sensibilité utile par la suite pour l'optimisation des observables. Afin de calculer cette matrice, deux études de sensibilité sont effectuées. Ces études consistent à évaluer l'influence de la variation de chaque paramètre constitutif sur les données sélectionnées. La première étude de sensibilité porte sur la partie homogène des essais, elle permet l'optimisation d'un certain nombre de paramètres qui jouent un rôle uniquement dans cette partie. La deuxième étude concerne le régime de déformation localisé. Celle-ci permet le calcul de la matrice de sensibilité. Grâce à cette matrice, nous avons réalisé une optimisation des observables. Ainsi, chaque observable pourra être optimisé indépendamment des autres. A l'issue de cette optimisation un jeu de paramètre est proposé. Il permet de reproduire de manière fiable, les essais expérimentaux.

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Moustapha, Khadijetou El. "Identification de lois de comportement enrichie pour les géomatériaux en présence d'une localisation de la déformation." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENI029/document.

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Abstract:

Modéliser la localisation de la déformation dans les géomatériaux de manière objective nécessite l'utilisation de méthodes capables de régulariser le problème aux limites en introduisant une longueur caractéristique. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons choisis d'utiliser les milieux à microstructures de types second gradient. Une question, alors se pose quant à l'identification des paramètres constitutifs qui interviennent dans la formulation de ces milieux. L'objectif de cette thèse est de mettre en place une méthode d'identification d'une loi de comportement enrichie de type second gradient. L'identification paramétrique d'une loi constitutive écrite dans un formalisme de milieu enrichi de type second gradient local est étudiée. Une partie de l'identification peut-être réalisée à partir d'essais homogènes, mais l'identification complète nécessite de considérer des modes de déformation à forts gradients, comme cela est le cas en présence d'une localisation de la déformation. La procédure d'identification développée s'appuie sur des résultats expérimentaux d'essais mécaniques sur le grès de Vosges, pour lesquels le mode de déformation des échantillons a été caractérisé à l'aide de mesures de champs cinématiques, y compris en régime localisé. Un certain nombre d'observables peuvent être extraits de ces essais, qui servent à appuyer la comparaison entre calculs numériques et observations expérimentales. L'identification nécessite le calcul d'une matrice de sensibilité pour l'optimisation des observables. Afin de calculer cette matrice, deux études de sensibilité sont effectuées. Ces études consistent à évaluer l'influence de la variation de chaque paramètre constitutif sur les données sélectionnées. La première étude de sensibilité porte sur la partie homogène des essais, elle permet l'optimisation d'un certain nombre de paramètres qui jouent un rôle uniquement dans cette partie. La deuxième étude concerne le régime de déformation localisé. Celle-ci permet le calcul de la matrice de sensibilité. Grâce à cette matrice, il est possible de démarrer l'optimisation des observables. Ainsi, chaque observable pourra être optimisé indépendamment des autres. A l'issue de cette optimisation un jeu de paramètre est proposé. Il permet de reproduire de manière fiable, les essais expérimentaux à 20 et 30 MPa de confinement
The strain localisation modelling of geomaterials requires the use of enhanced models, able to regularise the boundary value problem, by introducing a characteristic length. In this research work, we have chosen to use second gradient models. A question then arises, concerning the identification of second gradient constitutive parameters. This PhD research work aimed to develop an identification method to obtain theses parameters. The study proposed here covers a parametric identification of a constitutive law written in the local second gradient formalism. A part of this identification may be performed through homogenous tests, however the complete identification requires the consideration of high gradient deformation modes, as it is the case where localized deformation is observed. The identification procedure developed uses experimental results from mechanical tests on Vosges sandstone, for which the deformation mode was characterised by kinematic field measurement, including the localized regime. A certain number of observable data can be extracted from these tests, they are then used for the comparison between experimental and numerical data. It is necessary to compute the sensitivity matrix in order to optimise the observables data. In this sense, two sensitivity studies have been carried out, allowing the evaluation of the influence of each constitutive parameter on the selected data. This first analyse concern the homogenous part of the tests. Constitutive parameters involved in this part can be then optimized. The second analyse concerns the localized regime and the sensitivity matrix computation. Once this is achieved, the optimization of the observable data can be conducted. Each observable data can be optimised independently. A set of constitutive parameters is proposed. It allows a good matching between experimental and numerical results at two confining pressures ; 20 and 30 MPa

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Lechartier, Audrey. "Influence de la transformation martensitique induite par la déformation sur le comportement mécanique d’aciers inoxydables duplex." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAI107/document.

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Abstract:

Les aciers inoxydables duplex présentent une combinaison intéressante entre des propriétés mécaniques élevées, une faible conductivité thermique et un coût relativement faible. Ils sont couramment employés dans le domaine du bâtiment comme rond à béton, application qui requière notamment une résistance élevée (Rm > 950 MPa) et une ductilité importante (A% > 15). Cette thèse a pour objectif d’améliorer le compromis résistance / allongement, en développant de nouvelles nuances duplex présentant une transformation martensitique induite par la plasticité (effet TRIP) aux caractéristiques contrôlées. L’optimisation de ce compromis a nécessité en particulier une compréhension détaillée des mécanismes de transformation et de déformation plastique associés à chaque phase : la ferrite (BCC), l’austénite (FCC) et la martensite (BCC).L’influence de la transformation martensitique sur le comportement mécanique est étudiée pour quatre alliages duplex de stabilité variable de la phase austénitique en fonction de leur composition chimique. L’influence d’une microstructure multiphasée sur la cinétique de transformation est déterminée grâce à l’élaboration de trois nuances modèles représentant respectivement une nuance duplex et es deux compositions représentatives de ses constituants austénite et ferrite. L’utilisation de plusieurs techniques de caractérisation à différentes échelles a permis de décrire à la fois les mécanismes de transformation de phase et leur cinétique en fonction de la déformation, donnant ainsi accès à leur influence sur le comportement mécanique. L’étude des champs cinématiques a mis en évidence l’impact de la phase martensitique sur la répartition des déformations dans la microstructure multi-phasée. Finalement l’utilisation d’un modèle mécanique prenant en compte explicitement la transformation martensitique a permis de reproduire le comportement mécanique d’un alliage duplex
Duplex stainless steels offer an attractive combination of high mechanical properties, low thermalconductivity and a relatively low cost. They are increasingly used as structural materials such as inthe construction sector as concrete reinforcement bars, where both high strength (Rm > 900 MPa)and high elongation to failure (A% > 15 %) are required. This thesis aims at improving the strength/ elongation compromise by developing new duplex stainless steel compositions experiencing a wellcontrolledmartensitic transformation induced by plasticity (TRIP effect). The optimisation of thiscompromise has required a good understanding of the transformation mechanisms and of plasticdeformation associated with each phase : ferrite (BCC), austenite (FCC) and martensite (BCC).The influence of martensitic transformation on mechanical behavior has been studied in four duplexgrades of variable austenite stability as a function of their chemical composition. The influence ofmultiphase microstructure on martensitic transformation kinetics has been determined by makingthree alloys respectively representative of a duplex grade and its two constituents (austenite andferrite). Using multiple characterization techniques at different scales has allowed determiningboth the transformation mechanisms and its kinetics as a function of strain, giving thus accessto the influence of transformation on the mechanical behavior. The study of kinematic fields hashighlighted the impact of the martensitic phase on the distribution of deformations. Finally, theuse of a mechanical model taking explicitly into account the phase transformation has allowed theduplication of the mechanical behavior of a duplex stainless steel

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Uenishi, Akihiro. "Comportement thermodynamique à grandes vitesses de déformation des aciers sans interstitiels à durcissement par solution solide." Paris 13, 2003. http://www.theses.fr/2003PA132035.

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Abstract:

L'étude a été consacrée à la compréhension du comportement thermodynamique à grandes vitesses des aciers sans interstitiels à durcissement par solution solide sur la base d'observations mécaniques et microscopiques et à la formulation de lois de comportement plastique, qui devraient être utiles pour l'analyse précise du comportement au crash et pour le développement de nouveaux matériaux destinés à accroître la sécurité des véhicules routiers. Les essais à grandes vitesses de déformation ont montré que la sensibilité de la contrainte d'écoulement à la vitesse de déformation diminue par addition d'atomes de solution solide. Nous avons observé une corrélation entre le durcissement par solution solide à basses vitesses et la diminution de la sensibilité de la contrainte d'écoulement à la vitesse de déformation. L'analyse par activation thermique a indiqué notamment que le mécanisme de Peierls-Nabarro contrôle la sensibilité à la vitesse de déformation pour ces aciers. Les effets de la solution solide ont été discutés sur la base des théories proposées pour expliquer l'adoucissement par solution solide à basses températures. Les observations microscopiques sur des matériaux déformés à grandes vitesses après une prédéformation ont indiqué que la densité de dislocations augmente surtout au début de la déformation, tandis que l'organisation des dislocations est retardée. Ce résultat est en concordance avec ceux obtenus par des essais de traction uniaxiale à grandes vitesses de déformation, après compensation pour la striction de l'éprouvette et pour l'augmentation adiabatique de la température moyennant une analyse par éléments finis. Basé sur ces résultats, de nouvelles lois de comportement plastique ont été développées pour décrire les propriétés à grandes vitesses de déformation pour des aciers sans interstitiels. Ces lois de comportement représentent une extension du modèle proposé par Teodosiu et Hu pour des vitesses conventionnelles de déformation. Une attention particulière a été donnée à la prise en compte des effets de la predéformation auquelle les matériaux sont généralement soumis lors de leur mise en forme. Le modèle proposé peut prévoir le comportement mécanique des aciers soumis à des histoires relativement complexes de la déformation et/ou de la vitesse de déformation.

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Achor, Zyad Khalid. "Étude du comportement élastoviscoplastique d'un polycarbonate à grande vitesse de déformation : simulation numérique du cisaillement adiabatique." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Achor_Zyad.Khalid.SMZ9932.pdf.

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Abstract:

Ce travail comporte deux parties principales. La première élabore une étude expérimentale dont le but est la caractérisation du comportement dynamique d'un polymère amorphe résistant au choc, le polycarbonate, dans une large gamme de vitesse de déformation et de température. La seconde partie concerne une étude numérique de la localisation de la déformation plastique sous forme de bande de cisaillement adiabatique. Concernant la première partie, deux techniques expérimentales sont mises en œuvre : la compression et le double cisaillement (quasi-statiques et dynamiques). Les vitesses de cisaillement sont comprises entre 10-3 s-1 et 1. 65x10+4s-1. Quant à la température, elle varie de -23°C à 120°C. Les courbes, représentant les variations de la contrainte d'écoulement au cours de la déformation, sont analysées en terme de sensibilité à la vitesse de déformation, à la température et à l'effet de l'échauffement adiabatique qui en résulte. L'ensemble des résultats qui en découlent, constitue une base de données expérimentales assez large, permettant la construction de lois de comportement qui prennent en compte l'ensemble des phénomènes observés. Par la suite, une loi de comportement phénoménologique est proposée et identifiée. Celle-ci sera incorporée dans une approche numérique, basée sur la méthode des différences finies, utilisant le schéma d'Euler semi-implicite, afin d'analyser plus précisément les conditions critiques d'instabilité et de localisation de la déformation plastique dans des conditions adiabatiques de déformation. Dans cette analyse, nous utilisons le modèle d'une couche infinie qui présente initialement un défaut géométrique localisé et qui subit une déformation en cisaillement simple. Dans la présente étude numérique, nous tenons compte du couplage thermomécanique qui se manifeste par l'évolution de l'écrouissage, de la sensibilité à la vitesse de déformation, de l'adoucissement thermique, de la conduction thermique et des effets d'inertie

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Hizoum, Kamel. "Sur la modélisation du comportement viscoélastique des polymères : Influence de la vitesse de déformation et microstructure." Strasbourg 1, 2007. http://www.theses.fr/2007STR13164.

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Vernusse, Philippe. "Comportement mécanique d'un matériau microhétérogène : application à la déformation à chaud d'aciers à deux phases ductiles." Grenoble INPG, 1993. http://www.theses.fr/1993INPG4208.

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Abstract:

Le comportement mecanique d'un alliage a deux phases ductiles au cours de sa deformation a haute temperature a ete analyse a l'aide d'un modele autocoherent. La these comporte deux parties: tout d'abord, le cas d'un melange de deux phases viscoplastiques lineaires isotropes soumis a une compression (ou une traction) uniaxiale ou a un cisaillement simple a ete traite de maniere analytique. Le probleme plus complexe mais plus realiste de deux phases pseudoplastiques isotropiques a ensuite ete traite numeriquement. Le dernier chapitre de cette partie theorique est consacre a la determination de l'anisotropie d'origine morphologique: si les deux phases sont viscoplastiques lineaires isotropes, l'agregat est egalement viscoplastique lineaire et presente la symetrie isotrope transverse (axisymetrie). L'ensemble de ce travail theorique permet de classer suivant leur importance les differents parametres etudies; si on ne s'interesse qu'aux influences du premier ordre, le modele lineaire isotrope s'avere suffisant. La deuxieme partie est consacree a l'etude experimentale du comportement en compression et torsion a chaud de cinq aciers inoxydables contenant 0, 30, 50, 70 et 100% de ferrite. Plusieurs types de courbes contrainte-deformation sont mis en evidence et interpretes a l'aide d'une part du comportement mecanique des phases constitutives, d'autre part des resultats theoriques acquis dans la premiere partie de ce travail

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Prot, Marianne. "Comportement mécanique de l'os spongieux à différentes vitesses de déformation. : relations entre architecture et réponse mécanique." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0030/document.

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Abstract:

Afin de développer des moyens de protection et de prévention adaptés aux personnes et à leurs activités, ces travaux de thèse contribuent à la compréhension des mécanismes de rupture sous différentes vitesses de chargement. Le comportement de l’os spongieux bovins, non confiné, avec moelle, a été étudié sur 8 niveaux de vitesse de déformation, du régime quasi-statique (10-3/s) au régime dynamique (600/s). Pour cela, des techniques expérimentales de compression interrompue ont été développées. La caractérisation architecturale micro CT pré-compression a ensuite mis en évidence les paramètres de description architecturale pertinents ainsi que le rôle de cette organisation dans le comportement de l’os spongieux sous différents régimes de sollicitation. Associé à l’imagerie micro CT post compression, les faciès de rupture ont été observés. Malgré la base de données expérimentales (127 échantillons), toutes les configurations architecturales présentes chez un être vivant n’ont pas pu être testées. Un premier générateur d’architecture a alors été développé, permettant de créer numériquement des structures osseuses. S’affranchissant du caractère destructif des essais et la dépendance vis à vis des échantillons, cet outil contribue à la compréhension des mécanismes de fracture de l’os spongieux sur une grande plage de vitesses de déformations. Les fondations nécessaires à la validation d’un tel modèle en utilisant la méthode des éléments discrets s’inscrivent enfin comme perspectives immédiates de ces travaux
In order to develop means of protection and prevention for people and their activities, this thesis manuscript contributes towards understanding failure mechanisms under different loading rates. The behavior of cancellous bovine bone, unconfined, with marrow, has been studied over a range of 8 strain rates, from quasi-static (10-3/s) to dynamic (600/s) regimes. For the latter, specific interrupted compression experimental techniques were developed. The pre-compression micro CT architectural characterization highlighted relevant architectural parameters and the role this organization may have in the behavior of cancellous bone under different regimes. The fracture surfaces of the specimen were observed by post compression micro CT imaging. Despite the large experimental data base (127 samples), all architectural configurations present in individuals could not be tested. A first architectural generator was then developed to digitally create bone structures. Whilst avoiding the destructive nature of the test and the dependence of the samples, this tool contributes to the understanding of the fracture mechanisms of cancellous bone over a large range of strain rates. Finally, the immediate prospects for this work include the validation of the architectural generator using the discrete element method

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Rozycki, Patrick. "Contribution au développement de lois de comportement pour matériaux composites soumis à l'impact." Valenciennes, 2000. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/7111b587-a841-4752-8ca0-c24897f59bb2.

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Gaweska, Izabela. "Comportement à haute température des bétons à haute performance évolution des principales propriétés mécaniques." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001147.

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Le travail présenté vise une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeu lors de l'exposition à haute température des bétons à haute performance. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés au comportement mécanique. La première partie de ce document présente une synthèse des travaux réalisés sur l'évolution des propriétés physiques et mécaniques des bétons soumis à haute température. Les résultats présents dans la littérature sont variés, parfois contradictoires et confus notamment ceux concernant l'évolution des propriétés mécaniques au cours de l'échauffement. Les évolutions de la résistance en compression, résistance en traction et module d'élasticité sont présentés en fonction des différents paramètres influençant ces comportements. L'influence des conditions de réalisation des essais est notamment discutée. En outre, le comportement au feu est abordé sous l'angle du phénomène de l'écaillage. Nous présentons ainsi le rôle des fibres polypropylène, un moyen efficace de réduire les risques d'apparition du comportement explosif. La deuxième partie, consacrée à l'étude expérimentale. Dans cette partie nous exposons les matériaux testés, leurs compositions et les constituants utilisés, ainsi que la fabrication de ces matériaux et leur conservation. Ensuite nous présentons le banc d'essais développé, permettant de tester le comportement mécanique à chaud des bétons. Ce nouveau dispositif expérimental spécifique et relativement complexe, a été spécialement mis au point afin de réaliser l'étude de la déformation thermique libre, de la déformation thermique sous charge mécanique, et du comportement en compression et en traction à chaud. Les résultats expérimentaux obtenus, sont ensuite présentés et discutés. La majeure partie de cette étude a été consacrée à l'établissement des relations entre le comportement mécanique et la température des différents types de béton. La résistance en compression et le module d'élasticité varient non seulement avec la température d'exposition du matériau, mais aussi avec le scénario d'échauffement (vitesse de montée en température, essais à chaud/après refroidissement, etc.). Dans les observations que nous avons réalisé, l'influence du rapport E/C des bétons testés a été étudiée ainsi que l'influence de l'ajout des fibres polypropylène sur les propriétés mécanique des BHP testés à chaud. Les observations de l'évolution des propriétés mécaniques réalisées nous ont permis de constater que les résultats du comportement à haute température sont fortement influencés par la présence de l'eau dans le matériau, surtout dans la gamme de températures jusqu'à 300°C. En complément de l'étude du comportement en compression, nous avons étudié la possibilité de réalisation des essais de traction directe sur le matériau béton "à chaud". Diverses solutions ont été envisagées et testées, afin de retenir la technique plus adaptée à nos besoins. Les premiers résultats sont très prometteurs. Il faut souligner que le nombre d'études expérimentales du comportement en traction directe "à chaud" est extrêmement faible. Une grande partie de la recherche a été consacrée à l'étude de la déformation thermique transitoire (DTT). Ce comportement, encore mal connu et souvent controversé, appelé "fluage thermique transitoire" a été étudié sur trois bétons à haute performance (BHP) et un béton ordinaire (BO). Parmi les paramètres influençant la DTT nous pouvons citer: le taux de chargement, l'histoire du chargement thermo mécanique, la vitesse de montée an température ou la teneur en eau du béton. De plus, nous avons étudié de l'existence du phénomène de la DTT sous charge mécanique en traction.

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Mrabet, Kaïs. "Comportement mécanique en grandes déformations du polyéthylène haute densité : approche thermodynamique de l'état relaxé." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL036N.

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Abstract:

Les polymères semi-cristallins font l'objet de nombreuses recherches scientifiques visant à comprendre leurs mécanismes de déformation microscopiques. Néanmoins, les modèles présentés aujourd'hui dans la littérature n'abordent que rarement les essais mécaniques avec décharge et les essais cycliques en grandes déformations. Les raisons de ces insuffisances sont surtout liées à la difficulté d'établir une description physique mettant en jeu la multiplicité des processus de réorganisation interne. Aussi, un élément important du comportement mécanique du polymère semi-cristallin est souvent ignoré, il s'agit de la notion d'état relaxé. Dans le cadre du formalisme D. N. L. R. (Distribution of Non Linear Relaxation) nous nous intéressons de plus près à ces deux aspects du comportement mécanique: multiplicité des processus et état relaxé. Pour clarifier ses deux notions nous nous sommes donné pour objectif de caractériser l'état relaxé en grandes déformations et de le modéliser en exploitant la thermodynamique de processus irréversibles tout en prenant en compte l'aspect microscopique de la déformation. La distribution des poids des différents modes de dissipation est décrite suite à des observations issues d'un essai clip test. Le matériau utilisé est le polyéthylène à Haute Densité moléculaire PEHD. Les essais sont effectués selon la technique de VideoTraction. Le module de l'état relaxé mesuré lors du chargement en traction est nettement plus important que celui mesuré lors de la décharge, ce qui traduit un phénomène d'endommagement. Nous avons montré que l'irréversibilité de l'état relaxé impose qu'il soit modélisé par une fonctionnelle qui intègre les effets de mémoire et d'endommagement. Par ailleurs, l'essai dip test a révélé la présence d'un cross over mécanique. Une étude bibliographique nous a montré que ce phénomène est lié à la multiplicité des processus, et nous a incité à réexaminer la partition modale intervenant dans la loi de comportement DNLR. Nous avons montré que le modèle physique ainsi élaboré est capable de reproduire des chargements complexes, notamment les essais cycliques avec relaxation, et de prédire des comportements très dépendants de l'histoire du chargement et liés à la non réversibilité de l 'état relaxé
The semicrystalline polymers are the subject of many scientific researchs aiming to understanding their microscopic mechanisms of deformation. Nevertheless, the modelling which we currently find in the literature do not approach the mechanical tests with unloading or the cyclic tests at large strains. Among the reasons of these insufficiencies appears themultiplicity of the internal reorganization processes which is seldom described finely in the physical modelling. Moreover, a main aspect of the semicrystalline polymer behaviour is often ignored, it acts of the relaxed state. Within the framework of formalism Distribution of Non Linear Relaxation (D. N. L. R. ), we are interested more closely in these two aspects of the mechanical behaviour: multiplicity of the mechanisms, relaxed state. To clarify these two concepts, the objective was to characterize the relaxed state at large strains and to propose a physical modelling based on the thermodynamics of irreversible processes and on the microscopic aspects of the deformation. The distribution of the weights of the various modes has been described following observations given by a clip tests. The material used is the High Density Polyethylene HOPE. The tests were carried out with VideoTraction technology. The relaxed state modulus measured during tension loading is definitely more important than that of the unloading, which translates a damage phenomenon. The irreversibility of the relaxed state imposes that the modelling must use a functional formulation which integrates the memory effect and damage. In addition, the dip test has shawn the presence of mechanical cross over. A bibliographical study showed that this phenomenon is closely related to the processes multiplicity. Thus, we have shawn that the modal partition adopted in practice has to be re-examined. We have shawn that the modelling set up is able to reproduce complex loadings, in particular the cyclic tests with relaxation, and to predict behavior very depending on the. Loading history and the irreversible relaxed state

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Cagnon, Hugo. "Influence des variations thermo-hydro-mécaniques sur le comportement différé du béton." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30135/document.

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Abstract:

Dans le cadre du projet Cigéo, initié par l'Andra, pour le stockage des déchets radioactifs à Moyenne Activité et à Vie Longue (MA-VL) en couche profonde, l'étude expérimentale du comportement de Bétons à Hautes Performances (BHP) sous sollicitations Thermo-Hydro-Mécaniques (THM) variables dans le temps (température inférieure à 70°C) est nécessaire pour être en mesure de prédire la réponse mécanique des ouvrages à long terme. L'étude est scindée en trois phases qui ciblent les effets des différents couplages Thermo-Hydro-Mécaniques. Tout d'abord, les déformations thermiques libres, couplées ou non avec de la dessiccation, des constituants du béton (agrégats et pâte de ciment hydratée) et du béton lui-même ont été mesurées et analysées pour différents degrés de saturation, afin notamment de comprendre l'origine de l'endommagement thermique. Dans un second temps, une étude des comportements différés, retrait et fluage, d'un BHP à 20°C et à Humidité Relative variable (entre 100% et 50% HR) a été menée afin d'estimer les évolutions des déformations à long terme de ces bétons lorsqu'ils sont soumis à des cycles de séchage et de reprises d'eau sous charge. La dernière phase de ce travail de recherche concerne l'étude du BHP soumis à des variations Thermo-Hydro-Mécaniques plus complexes, tel que le fluage thermique transitoire, afin d'analyser les divers autres couplages pour des températures modérées (jusqu'à 70°C). Les données expérimentales originales acquises ont permis de mieux comprendre les phénomènes et les couplages qui régissent le retrait et le fluage des BHP, et de les intégrer dans un modèle THM de fluage
Within the framework of the Cigéo project, introduced by Andra, for the future storage of the Intermediate-Level (ILW) radioactive waste underground, the experimental study of High Performance Concretes (HPC) under non-standard Thermo-Hydro-Mechanical (THM) solicitations is really important to be able to predict the long-term mechanical behaviour of structures. The study is divided in three parts and its purpose focus on THM couplings effects. First of all, the free thermal deformation coupled or not with desiccation of the constituents of concrete (aggregates and cement paste) and concrete were measured and analyzed for various degrees of saturation in order to understand the origin of the possible thermal damage. Secondly, the study of delayed deformations, shrinkage and creep, of a HPC at 20°C and under variable Relative Humidity (between 100% and 50% RH) was led to estimate the evolutions of the long-term deformations of these concretes when they are subjected to drying and rehumidification cycles under load. The last phase of this research concerns the study of the HPC subjected to more complex THM solicitations, such as transient thermal deformation, to analyze the other coupling effects at moderate temperatures (until 70°C). The experimental results allowed to improve the understanding of the phenomena and the couplings which govern shrinkage and creep of HPC and to integrate them into a THM model

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Nguyen, Dang-Truc. "Prédiction des déformation permanentes des couches de surface des chaussées bitumineuses." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00148791.

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Abstract:

Ce travail de thèse se situe dans le contexte de l'évaluation du comportement permanent des enrobés bitumineux. L'objectif est de proposer un modèle mécanique pour les déformations permanentes des matériaux bitumineux et de l'appliquer à la prédiction du phénomène d'orniérage des chaussées. Dans un premier temps, un modèle tridimensionnel de viscoplasticité à plusieurs mécanismes et plusieurs critères est proposé. Ce modèle résulte du couplage d'un critère quadratique particularisé avec un critère de type Drucker-Prager linéaire. Il est capable de prendre en compte un certain nombre d'aspects du comportement mécanique des matériaux bitumineux, parmi lesquelles les déformations permanentes sous sollicitations cycliques. La validation de ce modèle s'effectue par la simulation de quelques essais de fluage cycliques. Dans un deuxième temps, une approche améliorée est proposée en présentant un modèle monosurfacique multi-mécanisme. Le nouveau modèle permet de simuler non seulement les sollicitations cycliques mais aussi les chargements monotones de fluage statique. Quelques validations sont présentées et montrent les capacités et la pertinence de ce modèle. Finalement, ce modèle est appliqué aux calculs de l'onriérage de chaussées bitumineuses à travers son implémentation au sein du module ORNI du code de calcul CESAR-LCPC.

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Jia, Bin. "Caractérisation expérimentale et modélisation du comportement de l'acier inoxydable 304 sous différentes vitesses de déformation et températures." Thesis, Paris, ENSAM, 2019. http://www.theses.fr/2019ENAM0056.

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Abstract:

L’acier inox austénitique 304 est utilisé pour de nombreuses applications industrielles, notamment à cause de l’effet TRIP qui lui confère des propriétés particulières. Au cours de son élaboration ou lorsqu’il est utilisé en service, il peut être soumis à différentes vitesses de déformation et températures. Le travail présenté ici vise à étudier le comportement de cet acier sous différents trajets de chargement. Tout d’abord, un système de refroidissement a été ajouté aux barres de Hopkinson pour étudier le comportement de cet acier en compression avec des vitesses de déformation comprises entre 0.001 s-1 et 3000 s-1 et des températures entre -163°C et 172°C. Le modèle de Rusinek-Klepaczko, qui prend en compte le phénomène de transformation martensitique, a été utilisé en parallèle pour simuler son comportement thermo-viscoplastique. Pour les vitesses de déformation au-delà de 3000 s-1, un nouveau design d’éprouvette de cisaillement a ensuite été proposé et validé et l’effet de la vitesse de déformation entre 3000 s-1 et 39000 s-1 a été étudié. Enfin, un autre système de refroidissement a été développé pour les essais d’impact et de perforation à différentes vitesses (entre 80 et 180 m.s-1) et températures (entre -163°C et 200°C) et les lois de comportement ont été validées en comparant expériences et simulations numériques
Due to the unique Transformation Induced Plasticity (TRIP) effect, 304 austenitic stainless steel (ASS) is widely used in many engineering areas. During working and manufacturing process or in service, it may undergo deformation over a wide range of strain rates and temperatures. The current work presents a systematic deformation behavior study of 304 ASS by both experiments and numerical simulations. With an original cooling device coupled to the split Hopkinson pressure bar system, the compression behavior at strain rates between 0.001 s-1 and 3000 s-1 and temperatures between -163°C and 172°C was investigated. An extension of the Rusinek-Klepaczko (RK) model considering strain-induced martensitic transformation (SIMT) phenomenon was also used to simulate the thermo-viscoplastic behavior of this steel. To study the deformation behavior at extremely high strain rates exceeding 3000 s-1, a new single shear zone (SSS) specimen has been proposed and validated. Then, the effects of strain rate between 3000 s-1 and 39000 s-1 was analyzed. Finally, with a specially designed cooling device, the ballistic impact behavior under initial projectile velocities between 80 and 180 m.s-1 and temperatures between -163°C and 200°C was studied. By comparison between experiments and numerical simulations for perforation, the previously obtained constitutive relations were validated

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Dahoun, Abdesselam. "Comportement plastique et textures de déformation des polymères semi-cristallins en traction uniaxiale et en cisaillement simple." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1992. http://docnum.univ-lorraine.fr/prive/INPL_T_1992_DAHOUN_A.pdf.

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Abstract:

Les lois de comportement du polyéthylène, du polypropylène, du poly(oxymethylene) et du poly(éther éther cétone) sont déterminées en traction uniaxiale et en cisaillement simple pour des températures comprises entre la transition vitreuse et la fusion cristalline. La divergence de la contrainte équivalente de Von mises entre les deux modes de déformation, observée à partir de e#e#q=0,4, atteste de l'influence macromoléculaire sur le durcissement plastique. L'évolution des textures cristallines des quatre polymères, en fonction de la déformation plastique, a été étudiée par goniométrie aux rayons x. Les figures de pôles ainsi obtenues, montrent en traction le développement d'une forte texture de fibres, les chaines s'orientent selon l'axe de sollicitation. En cisaillement, les chaines tournent vers la direction de cisaillement macroscopique. Par ailleurs, à l'aide de techniques densimétrique, calorimétrique et viscoelasticimetrique, on a montré que la déformation plastique en traction s'accompagne de mécanismes d'endommagement tels que la fragmentation des lamelles cristallines, le dépliement des chaines et la formation d'une structure microfibrillaire. En revanche, en cisaillement simple, les mécanismes d'endommagement semblent beaucoup moins importants. Un modèle auto-cohérent viscoplastique à 1-site a été utilisé pour simuler les lois de comportement et les textures de déformation des polymères semi-cristallins aux très grandes déformations. Cette modélisation montre l'importance du nombre et du type des systèmes de glissement dans la déformation plastique de la phase cristalline ainsi que l'influence de l'orientation des chaines. On trouve un bon accord qualitatif entre les résultats expérimentaux et théoriques, en particulier le durcissement plastique élevé en traction lié à l'orientation des chaines parallèlement à la direction de traction et le durcissement plastique élevé en traction lié à l'orientation des chaines parallèlement à la direction de traction et le durcissement très faible voire négatif observé en cisaillement du fait de l'orientation des chaines parallèlement à la direction de cisaillement qui favorise le glissement dans les lamelles cristallines

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Benselama, Adel Mustafa. "Modélisation numérique du comportement d'une particule sous champ électrique dans les microsystèmes : de la déformation au déplacement." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://www.theses.fr/2005GRE10180.

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Abstract:

Un nouvel outil numérique pour prédire le mouvement et la déformation de particules sous champ électrique dans les microsystèmes biologiques est proposé. Ce moyen permettra à terme l'optimisation de labopuces dans les premières phases de conception. Le phénomène utilisé pour manipuler les particules est la diélectrophorèse associée au mouvement dû à la polarisation des diélectriques sous champ électrique non uniforme. L'outil numérique utilisé pour le suivi des interfaces mobiles sous champ électrique est la Méthode Intégrale aux Frontières (MIF). Les écoulements sont supposés irrotationnels. Par cet outil, nous avons réussi à retrouver les résultats de Taylor sur l'instabilité des gouttes sous champ uniforme. Les résultats du déplacement des gouttes sous champ non uniforme montrent un bon accord également entre les simulations et des modèles analytiques approchés. L'état de développement de l'outil MIF nous permet d'envisager son extension vers des problèmes électrohydrodynamiques encore plus riches
A new numerical tool to predict the motion and deformation of particles subjected to an electric field in biological Microsystems has been developed. In a middle term, this tool will be used to optimize Lab-on-a-chip devices in the earliest design stages. Particles are handled in Microsystems by dielectrophoresis, which is associated to the motion induced by the polarization of dielectric materials when subjected to a nonuniform electric field. The numerical tool uses to follow the deformation of moving interfaces is the Boundary Element Method (BEM). Flows are supposed to be potential. This tool permits us to find Taylor results in droplets shapes and instability development in both DC and AC uniform electric field. The tool also fits well, when displacement is involved, as non uniform electric field is applied, with simplified analytical models. At this point, we do think that our numerical tool can be extended to deal with more general electrohydrodynamic problems

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Toussaint, Evelyne. "Thermodynamique non linéaire des processus irréversibles et comportement mécanique des matériaux : modélisation et interprétation microphysique." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL146N.

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Abstract:

L'objet de ce travail est d'établir un lien entre thermodynamique non linéaire des processus irréversibles et mécanismes de la déformation. L'outil développé repose sur les concepts de la thermodynamique de la relaxation des milieux continus. Il s'appuie en particulier sur deux points essentiels : la distribution et la cinétique non linéaire des processus de relaxation (modèle D. N. L. R. : Distribution of Non Linear Relaxations). Ce formalisme très général permet de retrouver les modèles d'élastoplasticité parfaite, d'élastoplasticité à écrouissage cinématique linéaire et d'élastoplasticité standard à écrouissage isotrope et cinématique non linéaire, sous formes incrémentales. L'utilisation du concept de temps réduit conduit directement aux formulations intégrales (approche endochronique par exemple). Pour valider la description D. N. L. R. , nous l'appliquons à des chargements cycliques complexes imaginés pour mettre en évidence le surécrouissage cyclique. Nous modélisons également une série de données expérimentales très variées relative à un matériau viscoplastique à l'aide de deux spectres de temps de relaxation. La structure du formalisme proposé contient en elle même l'ouverture vers des modélisations de mécanismes physiques. C'est sans conteste dans cette direction que l'on trouvera des solutions pour affiner les simulations. Ainsi, après quelques rappels généraux concernant la théorie des dislocations, nous relions la contrainte relaxée du modèle D. N. L. R. à la contrainte interne utilisée couramment en métallurgie physique et définissons le glissement localisé sur les systèmes cristallins. L'exploitation de ces concepts nous permet de donner une interprétation physique aux modes dissipatifs issus de la théorie des fluctuations propre au modèle D. N. L. R. , lorsque le Volume Elémentaire Représentatif polycristallin est assimilé à un supermonocristal. Ceci constitue une description de la «transition d'échelle» V. E. R. /système de glissement. Nous étudions également la possibilité d'une exploitation de l'approche D. N. L. R. Pour couvrir une autre transition vers une échelle plus fine : du système de glissement vers la distribution des dislocations. Le passage du polycristal aux systèmes de glissement est alors assuré par le modèle développé par CAILLETAUD et PILVIN au Centre des Matériaux.

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Makki, Lamis. "Comportement de retrait-gonflement des sols en période de sécheresse." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066657.

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Abstract:

Ce mémoire est consacré à la description du comportement de retrait-gonflement des sols. Il analyse l’effet de plusieurs paramètres qui devraient être pris en compte dans la classification des sols pour le retrait et gonflement, tels que la densité, la teneur en carbonates et le nombre de cycles de séchage-humidification subis par le sol. Pour étudier le retrait volumique, un appareil automatisé a été développé au LCPC, pour mesurer simultanément les changements de volume du sol et les pertes d’eau lors du séchage. Des essais de retrait libre à l’air et de gonflement libre à l’œdomètre ont été réalisés sur différents types de marnes et d’argiles. Les essais montrent une différence de comportement entre les marnes et les argiles. Leur comportement hydrique et mécanique a été expliqué en partie grâce aux résultats des essais de porosimétrie au mercure et aux observations de la microstructure des sols réalisées au microscope électronique à balayage environnemental. Enfin une méthodologie est proposée pour mesurer la sensibilité d’un sol au retrait-gonflement (son amplitude de déformation) à partir d’essais simples, peu coûteux et rapides.

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Bonnet, Bénédicte. "Comportement au choc de matériaux composites pour applications automobiles." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00152868.

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Abstract:

Pour la réalisation de pièces de structure automobiles (poutre d'absorption de chocs, quartavants, doublures d'aile...), les matériaux composites à matrice polypropylène renforcée de fibres de verre, continues ou coupées, sont pressentis. L'objet de cette étude est de proposer un modèle de comportement adapté à ces matériaux, capable de répondre de manière cohérente aux sollicitations statiques mais aussi dynamiques subies par ces pièces de structure. Deux matériaux différents ont été étudiés: un tissu et une matrice renforcée de fibres coupées.
Afin d'identifier les phénomènes dissipatifs au sein de ces matériaux et de mieux comprendre leur évolution avec la vitesse de sollicitation, une étude expérimentale a été menée incluant des observations microscopiques et des essais mécaniques à différentes vitesses de déformation comprises entre 10-4 s-1 et 100 s-1. Les essais réalisés à vitesse quasi-statique (<10-1 s-1) sont des essais de traction, de compression, de charge-décharge et de traction-compression. L'étude en dynamique (≥10-1 s-1) consiste en la réalisation d'essais de traction. Une étude approfondie de cet essai complexe a par ailleurs été réalisée afin d'améliorer l'analyse des résultats.
Un modèle de comportement unifié, valable pour des sollicitations statiques et dynamiques, est ensuite proposé. Il prend en compte les phénomènes d'endommagement, de viscoélasticité et de viscoplasticité observés lors de l'étude expérimentale. Son écriture très générale permet de modéliser le comportement de nombreuses familles de matériaux composites. Il a été implémenté dans le code de calcul ZéBuLoN et identifié pour les deux matériaux étudiés.
Enfin, plusieurs essais de validation sont présentés, sur structures simples (flexion à différentes vitesses, choc multiaxial) mais aussi sur pièces industrielles (choc sur poutre d'absorption...).

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Jridi, Nidhal. "Contribution à la modélisation du comportement dynamique d'un dispositif élastomérique." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEC032/document.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans le cadre d’un partenariat international Airbus Safran Launchers ", " Ecole Centrale de Lyon " et " Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis ". Les composés élastomériques sont largement utilisés dans l’industrie pour leurs déformabilité et leurs capacités d’amortissement. Soumis aux combinaisons complexes de fabrication et de charges de service, les élastomères montrent la capacité de subir des conditions de chargement sévères et le cas de pré-déformation statique superposée par une excitation dynamique de petite amplitude est couramment utilisé pour des applications industrielles, par exemple des pneus, des amortisseurs, applications aérospatiales ... Pour concevoir efficacement ces composés industriels, il est primordial de prédire la réponse des produits à travers des processus de modélisation simples qui ont multiplié les méthodes d’analyse: expérimentale, théorique et numérique. Dans ce contexte, le présent travail se concentre sur la conception et l’analyse des propriétés dynamiques d’un dispositif élastomère autour d’une configuration préformée. À cette fin, trois mélanges de caoutchouc ont été expérimentés: Caoutchouc naturel (NR), Bromobutyl (BIIR) et un mélange des deux (NR / BIIR). Une discussion est faite avec préoccupation pour la mise en place expérimentale ainsi que les procédures utilisées pour des essais expérimentaux efficaces. Avec ces conclusions, nous avons fait un jugement sur les capacités de prévision, dans les domaines temporels et fréquentiels, de certains modèles hyper-visco-élastique à base d’intégrale unique sous l’hypothèse de séparabilité des effets temps-déformation. Les modèles considérés sont largement utilisés pour les applications d’ingénierie. Ce travail est suivi d’une application sur un composant industriel. Dans le cadre de cette thèse, le code de calcul d’éléments finis ABAQUS 6.14 a été utilisé pour étudier les propriétés dynamiques de cette structure. Une méthodologie d’analyse a été présentée pour identifier soigneusement l’ensemble des paramètres dans le but de satisfaire certaines exigences industrielles, principalement des capacités de masse, de rigidité et d’amortissement
This work is conducted as international collaboration with " Airbus Safran Launchers ", " Ecole Centrale de Lyon " and " National Engineering School of Tunis ". Elastomeric compounds are widely used in industry for their high deformability and damping capabilities. Subjected to complex combinations of manufacturing and service loadings, elastomers show the fact to undergo severe loading conditions and the load case of large static predeformation superimposed by small amplitude dynamic excitation is commonly encountred for industrial applications e.g tires, shock-absorbing bushes, construction industry, aerospace applications... To design such industrial compounds efficiently, it is of major importance to predict the response of the products through simple modeling processes which have multiplied analysis methods: experimental, theoretical and numerical. Within this context, the present work focuses on design and analysis of dynamic properties of an elastomeric device at a predeformed configuration. To this end, three rubber mixtures have been experimentally investigated: Natural Rubber (NR), Bromobutyl (BIIR) and a mixture of both (NR/BIIR). A discussion is made with concern to experimental set-up as well as the used procedures for an efficient specimens testings. Within these findings, we made judgement on the predictive capabilities, in time and frequency domains, of some single integral based hyper-visco-elastic models under time-strain seperability assumption. The considered models are widely used for engineering applications and focus have been made on the Simo model implemented in finite element commercial software Abaqus. This work is followed by an application on an industrial component. In the framework of this thesis, the finite element calculation code ABAQUS 6.14 was used to investigate the dynamic properties of such structure. An analysis methodology have been presented to carefully identify the set of parameters with the objective of satisfaction of some industrial requirements mainly mass, stiffness and damping capabilities

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Beaude, Nicolas. "Etude théorique et expérimentale du comportement élasto-plastique et de la localisation de la déformation dans les monocristaux." Paris 13, 1988. http://www.theses.fr/1988PA132005.

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Abstract:

Etude experimentale sur des monocristaux en superalliage à base de nickel soumis à des essais à chaud d'écrouissage cyclique à basse fréquence. Observation d'un phénomene d'instabilité plastique accompagné de la formation de lignes de glissement cristallographiques sur le fut de l'éprouvette. Modélisation du comportement élasto-plastique par une généralisation de la loi de schmid. L'extension de la loi de normalite permet de déterminer la direction de l'écoulement plastique et les systèmes actifs du glissement octaédrique. C'est la bifurcation locale de cette loi de comportement qui rend compte de l'instabilite observée

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Couture, Cyrille. "Caractérisation du comportement mécanique de grès poreux en condition triaxiale vraie : déformation diffuse et localisée, effet de l'anisotropie." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI058.

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Abstract:

.Ce travail de thèse s'intéresse à la caractérisation de la déformation diffuse et localisée dans les grès isotropes et anisotropes sous contrainte de chargement monotone. En particulier, la cinématique de la localisation émergente et continue est étudiée dans une approche à la fois expérimentale, analytique et numérique, explorant l'effet de différentes sollicitations triaxial vrai dans le plan octaédrique.Plusieurs séries d'essais expérimentaux ont été réalisées en laboratoire, au sein d'une cellule de chargement en triaxial vrai (TTA), permettant la mesure de champs cinématiques à haute résolution spatiale et temporelle à la surface de l'échantillon. D'importants développements apportés au court de ce travail de thèse ont permis l'implémentation de modes de chargement par contrôle des invariants du tenseur de contrainte, tout en mesurant les déformations en temps réel par combinaison de jauges de déformation et mesures par corrélation d'images numériques (DIC). Utilisant cet appareil expérimental, deux campagnes d'essais ont été réalisées, mettant l'emphase sur la caractérisation du comportement mécanique d'un grès des Vosges isotrope largement étudié, ainsi que d'un grès des Vosges anisotrope nouvellement étudié. Ce dernier grès ayant été sélectionné pour sa composition matérielle en plans de litage orienté et organisé en couches de différentes porosités. Les séries d'essais mécaniques sur ces grès fournissent un apport important à la compréhension du caractère émergent et évolutif de la localisation, à différents stades du chargement déviatoire. Le caractère unique ce ces essais permet ainsi une analyse comparative approfondie entre la réponse macroscopique en contrainte-déformation et l'analyse des champs cinématiques par la DIC, et par tomographie à rayons X post-mortem. De plus, explorant des chemins de contrainte encore peu étudiés, l'analyse des essais expérimentaux sur le rôle indépendant de la contrainte moyenne, de l'angle de Lode et de l’orientation des plans de litage apporte une contribution novatrice à l'étude du comportement mécanique des roches poreuses. En particulier, la résistance à la rupture du grès, la manifestation de la localisation , ainsi que la transition du comportement ductile sont étudiées sous différentes conditions de chargement.En ce qui a trait au développement analytique, une analyse en bifurcation est proposée pour un modèle original à trois invariants, validé dans le cas des essais expérimentaux obtenus pour le grès isotrope. La pertinence de ce modèle théorique est démontrée pour la prédiction de l'orientation des bandes de cisaillement et de l'angle de dilatance à la rupture.Parallèlement, un modèle double-échelle basé sur l'homogénéisation numérique est présenté. Dans cette approche combinée, un modèle macroscopique en 2D des éléments finis (FEM) est couplé à un modèle microscopique en 3D des éléments discrets (DEM), sur la base d'un volume élémentaire représentative (VER) et dans la cadre d'un système hiérarchique (FEMxDEM) comportant une régularisation par second gradient. Ce modèle est étendu dans la portée des présents travaux pour l'étude des matériaux granulaire cimentés, par le développement d'une loi frictionnelle-cohésive endommageable au niveau de la DEM. Dans une vaste étude numérique de simulations en conditions de chargement triaxial vrai, ce modèle hiérarchique est utilisé afin d'explorer l'effet de différents arrangements granulaire (DEM), ainsi que différentes distributions hétérogènes à l'échelle macroscopique (FEM). En ce sens, deux types d'anisotropies résultant de l'hétérogénéité, définie à chacune des échelles, sont davantage étudiés. La réponse mécanique et la déformation localisée, émergeant du modèle constitutif à l'échelle du VER, démontrent une bonne concordance des comportements mécaniques complexes par rapport aux résultats de l'étude expérimentale
The objective of this doctoral thesis consists in the characterization of diffuse and localized deformations during monotonic loading of both isotropic and anisotropic porous sandstones. In particular, the kinematics of emerging and persistent strain localization structures are investigated in a combination of complementary experimental, analytical and numerical approaches, exploring the effect of different true triaxial loading paths in the octahedral plane.A series of experimental loading tests have been performed in a laboratory environment comprising a high pressure true triaxial apparatus (TTA), which is designed to provide access to full-field measurements of one of the sample surfaces at high spacial and temporal resolutions. Important developments contributed in this work enabled to extend the capabilities for this apparatus to perform invariant controlled loading paths, while acquiring direct strain measurements from a combination of strain gauges and digital image correlation (DIC). Using this apparatus, two experimental campaigns have been realized, focusing on the mechanical characterization of both a well-studied isotropic Vosges sandstone and a newly studied anisotropic Vosges sandstone. The later sandstone has been selected for the organization of its granular fabric in thin bedding plane layers of variable porosity. The results from these series of mechanical loading experiments contribute an original insight into the emergence and development of localized deformation during different stages of loading. A combined analysis is performed on the evolution of the macroscopic stress-strain responses, full-field measurements of incremental strains through DIC, as well as post-mortem x-ray tomography. Additionally, in this investigation exploring rarely considered loading paths, the independent role of the mean stress, the Lode angle and the orientation of the bedding planes is systematically studied according to their respective influence on the material strength, the manifestation of localized structures and the transition towards a ductile behavior of the material.In terms of analytical development, a bifurcation analysis is proposed for a novel three invariant model, validated with experimental results obtained for the isotropic sandstone. This theoretical model, proved to be successful in predicting both the deformation band inclination and the dilatancy angle of the material at failure.In parallel, a double scale model based on numerical homogenization is presented. In this approach, a macro 2D finite element model (FEM) is coupled to a micro 3D discrete element model (DEM) at the particle scale of a representative elementary volume (REV) in the frame of a hierarchical scheme (FEMxDEM), with second gradient regularization. This model is extended in the scope of this work to the study of cemented granular materials, with the development of a frictional-cohesive damageable contact law, implemented at the DEM level. In an extensive series of true triaxial loading simulations, the hierarchical numerical model is used to explore both the influence of different micro-structural arrangements (DEM) and heterogeneities at the sample scale (FEM). In this respect, two types of anisotropies resulting from heterogeneities defined at each scales are further investigated. The mechanical response and localized deformation, emerging from the micro-scale constitutive model, is shown to display significant correspondence with experimental observations in the studied Vosges sandstones.This combination of advanced experimental, analytical and numerical studies contributes a unique insight into important and open questions regarding the mechanical response and deformation processes of cemented granular materials

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Bohatier, Claude. "Etude des grandes déformations de solides viscoplastiques, contacts dissipatifs et évolutifs, extension au comportement élasto-viscoplastique." Nice, 1986. http://www.theses.fr/1986NICE4015.

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Abstract:

On propose une méthode récursive qui utilise un schéma d'intégration implicite qui conduit à la convergence, à la fois vers la solution du champ de vitesses et du domaine instantané. Simulation numérique par la méthode des éléments finis d'un écrasement de barre en viscoplasticité. Extension de la méthode permettant de traiter les cas avec des conditions de contact unilatéral. Modélisation du frottement en vitesses, associée a une dissipation surfacique. Algorithme pour l'étude de l'évolution de la surface libre. Extension au cas où la loi de comportement est solution d'une équation fonctionnelle

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Vautrot, Mathieu. "Étude du comportement mécanique des matériaux dans des conditions étendues de vitesses et de températures : application à l'acier C68 dans le cas d'une opération de formage incrémental." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00795973.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse est la caractérisation et la modélisation du comportement thermo-mécanique d'un acier à haut taux de carbone dans des conditions de chargement identiques à celles d'un procédé de formage incrémental à 720°C. Le regain d'intérêt des industriels pour ce type de procédé provient du fait qu'ils sont moins énergivores et permettent un ratio matière valorisée sur matière brute intéressant pour des propriétés mécaniques améliorées de la pièce formée. Le recours à l'outil numérique devient aujourd'hui une solution intéressante pour optimiser au mieux la mise au point du procédé. Son application demande, entre autres, une description fine du comportement du matériau dans les conditions de sollicitations de celui-ci, c'est-à-dire sur une large plage de vitesses de déformation et de températures. Pour cela, une caractérisation du matériau est nécessaire dans ces conditions. Le comportement mécanique d'un acier à haut taux de carbone a été étudié au travers d'essais de traction quasi-statiques et dynamiques afin de déterminer la sensibilité du matériau à la température et à la vitesse de déformation. Cette caractérisation repose sur la combinaison novatrice d'un système de chauffage par induction contrôlé par pyrométrie et d'un système d'acquisition d'images numériques. Ce dernier est utilisé pour la détermination des déformations à partir des champs de déplacement obtenus par corrélation d'images. En particulier, les effets de la température sur le module d'élasticité, l'anisotropie et l'écrouissage isotrope ont été étudiés. Les résultats de ces essais ont ensuite constitué une base de données expérimentales pour l'identification des paramètres de divers modèles de comportement thermo-élasto-visco-plastique. Ces derniers sont plus ou moins complets selon le nombre de paramètres utilisés pour décrire le comportement du matériau sur l'ensemble du domaine étudié. Cela permet d'identifier le modèle avec le meilleur ratio qualité/coût-délai pour une application donnée. Chacun des modèles étudiés dispose donc d'un domaine de définition propre.

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Cui, Kai. "Vers une approche hydro-mécanique du comportement des sols cultivés : expérimentations et simulations." Phd thesis, AgroParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003967.

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Abstract:

Le tassement des sols agricoles est l'un des problèmes se posant à l'agriculture moderne dans beaucoup de région du monde: on estime que le tassement lié au passage d'engins concerne 33 millions d'ha en Europe. Du fait des modifications importantes de la structure du sol qu'il engendre (au niveau des couches travaillées et des couches sous-jacentes), le tassement peut avoir des conséquences importantes à la fois sur la production végétales et l'environnement. L'intensité du tassement est déterminée d'une part par les contraintes mécaniques exercées à la surface du sol lors du passage de l'engin agricole (charge, pression des pneumatiques ...) et transmises dans le sol, et d'autre part par la résistance mécanique du sol à ces contraintes. Le travail proposé est constitué de deux parties: la première s'attache à modéliser les contraintes verticales exercées par un engin à la surface du sol. Ce travail numérique réalisé avec le code de calcul PLAXIS montre que les propriétés mécaniques du sol influence fortement la distribution de ces contraintes en surface. Nous proposons une méthode pour les générer numériquement à l'aide d'une plaque de rigidité de flexion variable. La seconde partie concerne la résistance mécanique du sol en interaction avec son état hydrique. Elle s'appuie sur deux dispositifs expérimentaux de laboratoire qui permettent de contrôler ou d'imposer l'état hydrique du sol (succion) au cours de la compression. Cette étude nous a permis de montrer l'importance relative de la structure du sol (granulométrie, masse volumique) et de la succion sur la courbe de compression du sol. Nous avons proposé une typologie de comportement selon la succion et les contraintes appliquées qu'il faudrait généraliser à d'autres sols.

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Valès, Frédéric. "Modes de déformation et d'endommagement de roches argileuses profondes sous sollicitations hydro-mécaniques." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004758.

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Abstract:

Le comportement hydro-mécanique des roches argileuses indurées étudiées par l'ANDRA, pour la faisabilité de l'enfouissement des déchets radioactifs, est identifié expérimentalement à différentes échelles complémentaires dans le but de fournir des éléments pour l'élaboration future de modèles micromécaniques. La localisation spatiale et temporelle des déformations et de l'endommagement est analysée par des mesures de champs (corrélation d'images numériques) et par l'enregistrement d'émissions acoustiques. Les évolutions de la roche au cours des succions sont revisitées de par les apports des observations de la microstructure et des mesures locales de déformations associées aux évolutions de masse. Aux faibles humidités, la perte d'eau induit de la contraction avec refermeture des fissures existantes. Pour les fortes humidités, du gonflement est associé à de la prise d'eau. L'ouverture des fissures existantes et la création d'un nouveau réseau de fissures (de taille millimétrique et d'ouverture de la dizaine de micromètres) contribuent au gonflement apparent observé. Les caractéristiques mécaniques apparaissent dépendantes de la microstructure initiale de la roche (argilosité) et de la microstructure induite par les transferts hydriques (fissuration hydrique). Les états secs présentent des déformations réparties de façon homogène à l'échelle macroscopique et en lien avec la nature hétérogène des phases minérales à l'échelle locale. A cette échelle, la déformabilité est maximale pour les zones à prédominance argileuse. Pour les états humides, aussi bien globalement que localement, la distribution des déformations est hétérogène, dictée à la fois par la microstructure composite de la roche et par la présence du réseau de fissures hydriques.

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Fouial, Karim. "Nouvelle méthode d'interprétation des mesures des contraintes par surcarottage adaptée aux roches à comportement non linéaire ou fracturées." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL109N.

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Abstract:

La détermination de l'état des contraintes initiales dans un massif rocheux est l'un des problèmes importants et complexes de la géotechnique. La mesure des contraintes par surcarottage est une des méthodes les plus utilisées. Elle est bien adaptée aux roches réputées dures et saines. Mais appliquée à des roches ayant un comportement partiellement élastique, elle se heurte à de nombreuses difficultés parmi lesquelles on peut citer le comportement non élastique de la roche, la présence des fractures naturelles ou celles induites par l'opération de surcarottage. Ces particularités ne permettent pas d'obtenir des mesures de déformation correctes et interprétables en termes de contraintes. Pour y parvenir, on a développé une nouvelle méthode en exploitant les déformations enregistrées au début du surcarottage alors que la méthode classique permet de traiter uniquement la fin des enregistrements correspondant à la détente complète. Dans ce mémoire une synthèse à été faite sur les principales méthodes de détermination des contraintes, dont nous avons présenté les principes, les atouts et les limites. L’accent a été mis sur la méthode de surcarottage : nous avons décrit la méthode classique d'interprétation et tenté de clarifier les facteurs limitant son application. Pour contourner ces restrictions, nous avons proposé une nouvelle méthode d'interprétation, elle est basée sur l'exploitation des déformations transitoires. Cela nécessite la détermination des matrices des coefficients d'influence propre à chaque pas de surcarottage à l'aide de la simulation numérique tridimensionnelle. Avant la mise en œuvre de cette méthodologie, nous avons effectue une étude paramétrique par simulation numérique bidimensionnelle de l'essai afin d'évaluer l'influence des principaux paramètres intervenant dans l'essai sur les déformations transitoires. Pour la validation de cette méthodologie, nous avons effectué des vérifications sur les outils utilisés. Ensuite nous avons présenté les résultats de son application sur deux cas réels. Enfin, pour pouvoir utiliser cette nouvelle méthodologie de manière opérationnelle sans obligation de recourir aux calculs numériques très lourds, nous avons élaboré une base de données permettant une interprétation rapide des mesures effectuées in situ.

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Mansuy, Philippe. "Contribution à l'étude du comportement viscoplastique d'un multicristal de glace : hétérogénéité de la déformation et localisation, expériences et modèles." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00701289.

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Abstract:

Le monocristal de glace est un mat ériau particuli èrement anisotrope dans le domaine viscoplastique, qui se d éforme principalement par glissement des dislocations parall èlement aux plans de base. Un mod èle de comportement du monocristal, bas e sur les mod èles existants en m étallurgie, est propos é pour reproduire les essais de la litt érature. Dans la glace polycristalline, cette tr es forte anisotropie viscoplastique provoque des incompatibilités de d éformation intergranulaires qui engendrent une tr ès forte h ét érog en éit é de la d éformation intragranulaire. Pour étudier les m écanismes conduisant à cette localisation de la d éformation, des exp ériences de fluage ont et e r éalis ées en laboratoire froid, sur des éprouvettes de glace constitu ées d'un multicristal en inclusion dans une matrice de glace macroscopiquement isotrope. La d éformation a ét é suivie a l'aide de photographies des éprouvettes prises au cours de l'essai, une caract érisation fine étant r ealis ée sous microscope optique apr ès d émontage. Di fférentes con -figurations d'inclusions ont permis d'obtenir une d éformation homog ène dans le grain, ou au contraire de provoquer la localisation de la d éformation sous forme de bandes en genou, de bandes de flexion ou de polygonisation. Une loi constitutive, consid érant le grain de glace comme un mat eriau orthotrope de r évolution poss édant une faible résistance au cisaillement parall èlement aux plans de base, a ét é impl ément ée dans un code aux él éments finis pour simuler les exp eriences. Lorsque la d eéformation est homog ène (inclusion monocristalline), les simulations reproduisent fi d èlement les exp ériences. Dans le cas d'une inclusion multicristalline, les simulations permettent de reproduire relativement bien la forme g én érale des grains et leur orientation, et donnent des informations sur les zones o u la localisation est susceptible de se produire.

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Blanchard, Samuel. "Caractérisation du comportement non-linéaire des matériaux à partir d'essais statiquement indéterminés et de champs de déformation fortement hétérogènes." Phd thesis, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00508989.

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Abstract:

Cette étude consiste à développer des outils permettant de mieux caractériser le comportement de matériaux ayant subi des transformations lors du procédé de fabrication d'une structure (mise en forme, assemblage). Pour cela, la démarche mise en place s'organise autour de quatre chapitres. Dans le premier, une étude bibliographique permet de faire l'état de l'art des différentes méthodes d'identification de loi de comportement non linéaires. A la suite de cette étude, la Méthode des Champs Virtuels, couplée à des mesures par stéréo corrélation d'images, est mise en œuvre pour identifier les paramètres d'une loi de comportement (élastoplastique) à partir de champs de déformation fortement hétérogènes. Le but de cette étude est de mieux comprendre quels sont les facteurs expérimentaux et numériques pouvant corrompre les résultats de l'identification. Le second chapitre est consacré au développement et à la validation des outils numériques qui seront utilisés pour caractériser le comportement du matériau. Le troisième porte sur l'étude des conséquences de l'utilisation de données expérimentales (imparfaites) sur le calcul de l'équation d'équilibre à la base de la procédure d'identification. Enfin, dans le dernier chapitre, les paramètres du modèle de comportement matériau sont identifiés à partir d'essais fortement hétérogènes (essais Arcan 0°, 45° et 90°). Les résultats obtenus mettent en évidence l'importance des hypothèses utilisées pour modéliser le comportement du matériau ainsi que le fort potentiel de la Méthode des Champs Virtuels pour caractériser le comportement de matériau. Fort potentiel qui peut d'ailleurs être un inconvénient si le problème est mal défini.

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Caetano, Lydie. "Comportement en compression et cisaillement d’un contre-plaqué de bouleau, essais aux grandes vitesses de déformation et températures cryogéniques." Thesis, Lorient, 2017. http://www.theses.fr/2017LORIS475/document.

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Abstract:

Le bois est un matériau naturel qui partage avec d’autres matériaux cellulaires la propriété de pouvoir subir par exemple de fortes déformations de compression avec un effort stable jusqu’à densification. Cette propriété est particulièrement recherchée dans le cas de structures devant subir des chocs. Le bois est ainsi utilisé dans la conception de conteneurs pour produits radioactifs, et dans la structure isolante de méthaniers. Dans ce dernier cas, il peut être soumis à de fortes déformations, à grande vitesse de déformation, et pour des températures ambiantes à cryogéniques. Pourtant, le comportement du bois et plus particulièrement dans le cas des méthaniers, le comportement du contre-plaqué, n’est que très peu étudié dans ces conditions extrêmes de température cryogéniques et de grande vitesse de déformation. De plus, l’influence de la teneur en humidité du bois sur son comportement en sollicitation sévère n’est que très peu connue. Ces sujets sont au coeur de ce travail de doctorat, avec d’abord l’étude du comportement en compression hors plan d’un contre-plaqué de bouleau de la température ambiante à cryogénique de 100K, pour des vitesses de déformation du régime quai-statique à plusieurs centaines par secondes, et pour des humidités du bois de 2 à 15% ; ensuite par des essais en cisaillement qui ont été effectués à grande vitesse de déformation pour une humidité de 8%. La réalisation de ces essais a nécessité le développement de nouveaux montages et la mise au point de protocoles dont les validations sont discutées à partir de comparaisons aux essais normalisés
The wood is a natural cellular material. Like other cellular materials, wood is able to carry a stable load under compression up to the densification. This is a key property for the use of cellular materials and wood based materials for cushioning and choc absorber design. Wood is for example used for radioactive material containers and plywood is involved in the insulation complex of LNG carriers. In this case, plywood may be submitted to high strain rate loads at cryogenic temperature. However, the behaviour of plywood under such extreme conditions is not well established in the literature, nor the influence of the moisture content on the mechanical behaviour in such conditions. In the present study, the out of plane compression behaviour of birch plywood is presented for ambient down to cryogenic temperatures, for strain rate from 0,001 up to 700/s and for moisture contents in the range 2-15%. Shear tests are also presented far various strain rates at ambient temperature and 8% moisture content. The apparatus specially designed and the test protocols are discussed, and the results compared to international standards when available

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Dutel, Guy Daniel. "Comportement mécanique et mécanismes de déformation et d'endommagement de polycristaux de nickel mono- et bi-modaux élaborés par SPS." Paris 13, 2013. http://www.theses.fr/2013PA132027.

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Abstract:

Les matériaux à grains ultrafins présentent une résistance mécanique élevée, mais une très faible ductilité. La Métallurgie des Poudres est alors utilisée en recours pour concevoir des microstructures innovantes aux propriétés optimisées. Dans ce travail, des échantillons de nickel ont été élaborés par Frittage Flash (SPS) et/ou par Compactage Isostatique à Froid (CIP) à partir de mélanges de poudres (nano/micro). Les microstructures obtenues sont denses et mono- ou bi-modales. Les fractions volumiques de grains ultrafins (UFG<1μm) et de grains micrométriques (MC>1μm) ont été maîtrisées. Après avoir stabilisé les tailles moyennes de grains UFG et de grains MC, il a été montré que les propriétés mécaniques en compression et traction in-situ (synchrotron) dépendent essentiellement de la fraction UFG/MC. Ainsi, la limite élastique croît avec la proportion des grains UFG. A l’inverse, la ductilité augmente avec la fraction de grains MC. Un compromis ductilité-résistance a été trouvé en jouant sur la fraction UFG/MC. L’étude de la déformation du réseau cristallin au synchrotron a révélé une transition élasto-plastique tardive pour les bimodaux. Il a été montré en accord avec la littérature, que les mécanismes de déformation et d’endommagement étaient généralement : du démaclage et de la diminution de la densité des joints Σ3 (interaction avec les partielles de Shockley), de la fissuration déclenchée dans la matrice UFG et stoppée par les grains MC, des décohésions inter-faciales que nous avons attribuées aux incompatibilités de déformation entre matrice UFG et grains MC. Par ailleurs, les concentrations de contrainte en tête des fissures étaient à l’origine du maclage mécanique dans certains grains UFG
Ultra-fine grained materials present a high mechanical resistance, but a very weak ductility. The Powder Metallurgy is then used to conceive innovative microstructures and optimize their properties. In this work, nickel samples were developed by Spark Plasma Sintering (SPS) and/or by Cold Isostatic Pressing (CIP) from blends of nano- and micrometer-sized powders. The obtained microstructures are dense and mono- or bi-modal. The volume fractions of ultrafine grains (UFG<1μm) and micrometric grains (MC>1μm) were controlled. Having stabilized the average sizes of UFG grains and MC grains, it was shown that the mechanical properties in compression and in-situ tensile tests (synchrotron) depend essentially on the UFG/MC fraction. So, the elastic limit grows with the UFG fraction. On the contrary, the ductility increases with the MC fraction. The mechanical properties were improved by varying the UFG/MC fraction. The synchrotron analyses revealed a late élasto-plastic transition for bimodal samples. It was shown in agreement with the literature, that the deformation and damage mechanisms were generally: decrease of the density of twins and Σ3 boundaries (interaction with the partial dislocations), cracking in the UFG matrix (stopped by the MC grains), interfacial decohesion which we attributed to the deformation incompatibilities between UFG matrix UFG and MC grains. Besides, the high stresses at the head of the cracks were at the origin of the mechanical twining in some UFG grains

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Blanchard, Samuel. "Caractérisation du comportement non-linéaire des matériaux à partir d'essais statistiquement indéterminés et de champs de déformation fortement hétérogènes." Valenciennes, 2009. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/1fd10ba0-61f0-4cc4-9e45-d5ed99090a91.

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Abstract:

Cette étude consiste à développer des outils permettant de mieux caractériser le comportement de matériaux ayant subi des transformations lors du procédé de fabrication d’une structure (mise en forme, assemblage). Pour cela, la démarche mise en place s’organise autour de quatre chapitres. Dans le premier, une étude bibliographique permet de faire l’état de l’art des différentes méthodes d’identification de loi de comportement non linéaires. A la suite de cette étude, la Méthode des Champs Virtuels, couplée à des mesures par stéréo corrélation d’images, est mise en œuvre pour identifier les paramètres d’une loi de comportement (élastoplastique) à partir de champs de déformation fortement hétérogènes. Le but de cette étude est de mieux comprendre quels sont les facteurs expérimentaux et numériques pouvant corrompre les résultats de l’identification. Le second chapitre est consacré au développement et à la validation des outils numériques qui seront utilisés pour caractériser le comportement du matériau. Le troisième porte sur l’étude des conséquences de l’utilisation de données expérimentales (imparfaites) sur le calcul de l’équation d’équilibre à la base de la procédure d’identification. Enfin, dans le dernier chapitre, les paramètres du modèle de comportement matériau sont identifiés à partir d’essais fortement hétérogènes (essais Arcan 0°, 45° et 90°). Les résultats obtenus mettent en évidence l’importance des hypothèses utilisées pour modéliser le comportement du matériau ainsi que le fort potentiel de la Méthode des Champs Virtuels pour caractériser le comportement de matériau. Fort potentiel qui peut d’ailleurs être un inconvénient si le problème est mal défini
In this study, tools are developed in order to characterise materials behaviour which are transformed during the structure manufacturing process (forming, assembly). For this goal, four chapters organise the approach. In the first chapter, the literature survey allows to present all methods used to characterise material non linear behaviour. After this survey, the Virtual Fields Method coupled with digitals images correlation measures, is developed to characterise material behaviour from strongly heterogeneous strain fields. The aim of this study is to better understand experimental and numerical factors which have bad impacts on identified results. The second chapter is dedicated to the development and the validation of numerical tools to characterise material behaviour. The third chapter highlights consequences caused by the used of experimental data to compute the equilibrium equation which is the base of identification method. To finish, in the last chapter, behaviour parameters are identified from strongly heterogeneous tests (0°, 45° and 90° Arcan tests). Results obtained highlight importance of hypothesis used to model the material behaviour and all advantages of the Virtuals Fields Method to characterise transformed material. However, these advantages can become disadvantages if the problem is not defined carefully

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Dissertations / Theses on the topic 'Comportement à la déformation'

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