Academic literature on the topic 'Dynamique de chargement'

La description du comportement du béton sous chargements dynamiques (explosions, collisions, séismes…) fait actuellement l’objet de nombreux travaux de recherches. Bien que la modélisation reste complexe pour ce matériau à cause de la présence simultanée de plusieurs phénomènes (l’endommagement, les effets d’inertie et de viscosité, la fissuration…), un bon nombre d’approches ont été proposé en associant ces phénomènes (endommagement (Pedersen et al., Eng. Fract. Mech. 75, 3782 (2008) [1]), viscosité (Bazant et al., J. Eng. Mech. ASCE 126(9), 971 (2000a); Bazant et al., J. Eng. Mech. ASCE 126(9), 962 (2000b) [2,3])…, effet d’inertie (Reinhardt & Weerheijm, Int. J. Fract. 51, 31 (1991) [4])). Avec une loi d’endommagement, ce travail formule une description du comportement dynamique du béton en traction et en compression. Fondée sur des concepts physiques (la rigidité non linéaire endommageable associée à la déformation, la viscosité, l’inertie associée à l’accélération et la rupture par résonance), cette loi décrit l’évolution de ces différents effets intervenants lors d’un chargement dynamique du matériau. Enfin, sous la lumière des résultats, l’article propose une interprétation physique à la rupture par écaillage qui apparaît dans le béton surtout sous des charges impulsionnelles en traction (un plan de rupture droit, qui passe parfois à travers les granulats).

La structure supportant le trafic ferroviaire est un des éléments les plus importants pour assurer la stabilité géométrique de la voie et son bon fonctionnement à long terme. Des couches de sols de faible portance et instables peuvent provoquer sous l’effet de la circulation des trains, des défauts géométriques, accélérant ainsi la dégradation des constituants de la voie. La raideur est considérée comme un indicateur structurel pertinent de la voie. Sa détermination reste difficile et dépend de la méthode utilisée. Ainsi, une étude fut réalisée pour mettre au point une technique automatisée de mesure de la raideur de la voie. Cette technique consiste à mesurer la raideur en continu sous des charges à l’essieu définies. La méthode proposée permet de localiser précisément les sections de voie présentant de fortes variations de raideur. Les essais pour des voies classiques effectués avec un chargement par vérin hydrodynamique et le Portancemètre routier ont montré que la raideur d’une voie dépend fortement des paramètres de charge et de fréquence d’excitation. La technique utilisée permet de connaître le comportement de la structure selon la réponse du sol support. Enfin, les résultats obtenus ont permis de développer un nouvel outil de mesure en continu de la portance.

This paper presents the results of an experimental program investigating the behavior of a steel frame with masonry infill panels subjected to cyclic loadings. Three types of masonry frequently used were tested. Loads were high enough to crack the infill panels without yielding the steel frame. The effects of the infill panels on the stiffness and the energy dissipation of the structure were evaluated. From the experimental results obtained on the three types of masonry, models are proposed to evaluate the behavior of a structure with infill panels. These models could be used in nonlinear dynamic analysis. Key words: masonry infills, masonry, seismic behavior, cyclic loading, modelling, frames.

L'utilisation des réseaux de capteurs sans fil (RCSF) croît dans plusieurs domaines, dont celui des espaces intelligents. Dans un espace intelligent, les RCSF sont utilisés puisque les noeuds qui les composent se dissimulent dans l'environnement et consomment très peu d'énergie. Pour l'installation, la maintenance et la gestion des contextes, il est nécessaire de pouvoir reprogrammer un, noeud sans avoir à le redémarrer. Ce projet de recherche vise l'amélioration de la reprogrammation des RCSF en utilisant l'ingénierie logicielle basée sur les composants (ILBC). En utilisant un cadriciel hybride de composants et un format exécutable allégé, les composants dynamiques deviennent utilisables à moindres coûts. Les résultats obtenus lors de ces travaux ont été publiés dans un article de journal. Les travaux de ce projet se divisent en deux volets. Le premier volet est l'optimisation des cadriciels dynamiques de composants. Le problème est que ces derniers demandent trop de ressources et ne sont pas envisageables pour les RCSF. Afin de diminuer la surcharge en taille de l'utilisation de composants dynamiques, un concept de cadriciel hybride de composants' est proposé. Pour valider ce concept, le cadriciel NodeCom est créé et requiert aussi peu de mémoire que Contiki. NodeCom possède un noyau minimal qui est statique alors que les autres composants peuvent être statiques ou dynamiques. Le deuxième volet est l'optimisation de la reprogrammation adaptée aux RCSF avec l'ILBC. C'est en compressant. le format de fichiers exécutable qui contint les composants que la reprogrammation est optimisée. Le chargement dynamique utilisé est accéléré et la consommation énergétique du transfert de composants est diminuée. C'est le format ELF qui est modifié pour partager les composants dynamiques. Pour réduire sa taille, plusieurs sections et symboles peuvent être supprimés en raison des contraintes imposées par l'utilisation de l'ILBC. Puisque les RCSF utilisent majoritairement des microcontrôleurs 8 bits ou 16 bits, les métadonnées 32 bits du format ELF sont converties. La résultante de ces modifications est le format de composants ComELF qui permet d'obtenir des compressions de près de 50 %. À ce format, une description des composants est finalement ajoutée pour permettre une gestion automatique du chargement dynamique.

Pour un langage, possèder la propriété de sûreté du système de typage, c'est contrecarrer d'emblée toutes les attaques basées sur le principe de dépassement de tampon. Dès la naissance du langage {\sc Java}, {\sc sun} a proclamé qu'il possèdait cette propriété. De fait, beaucoup d'études se sont attachées à montrer la sûreté du système de typage de {\sc Java}. Si toutes ces études montrent bien qu'il n'est pas possible d'aboutir à une inconsistance du système de typage lors de la phase de compilation, V. Saraswat a, quant à lui, montré que les premières machines virtuelles permettaient de corrompre le système en phase d'exécution. Suite au bug découvert par Saraswat, Liang et Bracha ont mis en place un système de contraintes permettant d'assurer en temps d'exécution la sûreté du système de typage. Ce système n'est toutefois pas applicable tel quel. L'objectif de cette thèse est dans un premier temps de le rendre applicable, puis dans un deuxième temps, d'élargir la notion d'équivalence entre les classes à une compatibilité. Le passage à une compatibilité entre les classes permet une plus grande souplesse dans le remplacement entre ces dernières. Toutefois, on ne peut alors plus compter sur la sémantique du langage pour assurer la sûureté du système de types. Il faut modifier la machine virtuelle elle-même pour assurer, dans le cadre d'une affectation de classes compatibles mais non équivalentes, la préservation du système de typage physique dans la mémoire
Type safety of a programming language means in particular that no buffer overflow attack ispossible upon software written in that language. Sun proclaimed Java to be typesafe just on it's birthday. From this day forward a lot of efforts were doneto demonstrate formally the type safety property. Various researches in thatdirection proved clearly that the Java type system can not be compromised atcompile time. Nevertheless V. Saraswat showed that (early version of) Java virtualmachine (JVM) may be corrupted at run time. A kind of constraint system wasproposed by S. Liang and G. Bracha to fix the bug, but actually their solutioncan not be taken for granted, notwithstanding the fact that it assures run-time typesafety. Two main aims of the thesis are: first, to make the above mentionedapproach applicable and, second, to generalize the equivalence relation onclasses and to obtain a new compatibility relation that is much more flexibleas far as class replacement is concerned. On the other hand, good semantic properties of Java language give still no guarantee of type safetyif the substitution of compatible but not equivalent classes is permitted. Toget it, one needs to study in depth low level virtual machine properties alongwith memory allocation problems

Les structures minces soumises à un chargement sismique sont sensibles au flambage malgré le fait qu’elles soient dimensionnées correctement pour les chargements statiques vis-à-vis des règles actuelles. Cette étude est menée dans le but de répondre aux questions concernant l’effet d’un chargement dynamique de cisaillement sur des coques minces. Pour mener cette recherche nous utilisons deux approches : une étude expérimentale et des simulations éléments finis. Le premier chapitre est consacré à une recherche bibliographique dans le domaine de l’instabilité, traitée d’un point de vue statique ou dynamique et des précédentes recherches menées sur les coques minces soumises à un chargement, statique ou dynamique, de cisaillement. Le second chapitre décrit les moyens utilisés pour mener à bien cette étude. Nous présentons les spécimens testés ainsi que la machine d’essais spécialement conçue pour réaliser les essais statiques et dynamiques. Une présentation des techniques de calculs et des éléments employés lors de nos modélisations permet de conclure cette partie. Une analyse, expérimentale et numérique, du comportement statique de la coque sous un chargement de cisaillement monotone ou cycle alterné constitue la troisième partie de ce document. Un comportement élastique bilinéaire avec un post critique stable est mis en évidence, la faible sensibilité aux défauts géométriques initiaux est également soulignée. Cette analyse nous permet de valider nos résultats (machine d’essais, codes de calculs) par rapport aux recherches similaires, elle sert également de base de référence pour les essais dynamiques. Le dernier chapitre présente les résultats des essais et simulations numériques des tests de chargements dynamiques. Une analyse vibratoire, par calculs éléments finis, de la coque est d’abord effectuée afin de connaître l’influence des défauts initiaux et d’une charge de précontrainte sur la réponse vibratoire de la coque. La modification des modes propres de type coque et la baisse des fréquences associées sous l’effet d’une charge de cisaillement croissante sont démontrées. Ensuite une synthèse des résultats expérimentaux, pour divers niveaux de charge et des fréquences d’excitation différentes, permet d’apporter une réponse concernant la perte de stabilité de la coque sous un chargement dynamique de cisaillement. La mise en évidence expérimentale d’une résonance paramétrique, pour des niveaux de charge inférieurs à la charge critique statique, est confirmée par les simulations éléments finis effectuées avec les codes ABAQUS et INCA. Cette instabilité, résultant du couplage des modes de vibrations et du mode de flambage, est fonction du niveau de charge et de la fréquence du chargement par rapport à la fréquence propre de la coque
Thin-walled structures under seismic loading could exhibit bulking, even in the case of a correct static design in relationship with the design codes. The aim of our study is to answer questions about the effect of dynamic shear loading thin shells. Two approaches, experimental tests and finite elements simulations, are used in order to lead this goal. Chapter one is dedicate to a bibliographic research; static and dynamic instability are treat in point of view theoretical. Previous studies, regarding static and dynamic shear buckling, are also describe. The second chapter describes the tools used in this study. Experimental specimens and the special static and dynamic design machine test are presented; computational technique and finite element presentation end this part. Firstly a static analysis, with a comparison between experimental and numerical results, is done in order to have data before dynamic tests. Monotonous and cyclic tests are performed in order to underline the elastic bilinear and stable post critic behavior, the initial imperfection insensitivity is also showed. Dynamic tests and finite element simulations are presented in the last. A shell finite element vibration analysis is done in order to understand the initial imperfection and shear load effects. Then, the experimental results synthesis, for distinct load level and excitation frequencies, shows the occurrence of dynamic instability in the case of cylindrical thin shell under dynamic shear loading. Experimental parametric resonance, with load level inferior to static critical load, is bearded out by finite element simulations with the softwares ABAQUS and INCA. This instability, result of the buckling and vibration modes coupling, is function of the load level and the frequency excitation in relationship with the shell eigen frequency

Les phénomènes dynamiques (grandes vitesses de sollicitations pour des temps de chargement très courts) suscitent, dans le monde de la recherche, une attention toute particulière aussi bien pour les applications industrielles (mise en forme, usinage à grande vitesse), médicales (intervention chirurgicale par choc laser) que militaires (perforation, impact). Le processus de rupture ductile se déroule en trois étapes : la nucléation, la croissance et la coalescence de vides. Le but de la thèse est de modéliser le comportement des matériaux métalliques ductiles soumis à un chargement dynamique.
Les conditions de sollicitations suggèrent la prise en compte d'une population de défauts dans le matériau. Après une étude préliminaire sur différentes approches d'homogénéisation établissant le lien entre le comportement macroscopique et l'évolution individuelle des vides, le schéma micro-macro de type « même condition en contrainte» est adopté. Il est alors montré que dans ce cas, et pour un comportement viscoplastique, l'hétérogénéité de l'endommagement est étroitement liée aux effets inertiels.
Dans un deuxième temps, le matériau est supposé initialement sain. L'étape de nucléation est prise en compte via la notion de sites potentiels de nucléation. Lorsque la pression appliquée atteint une valeur critique pour un site potentiel donné, un vide apparaît spontanément et commence à croître par déformation plastique de la matrice. Nous adoptons une approche statistique de la distribution des pressions de cavitation dans le matériau. Il est alors mis en évidence, dans la construction d'un nouveau modèle d'endommagement, la nécessité de tenir compte des effets de la porosité sur l'influence micro-inertielle et sur la chute de résistance de la matrice viscoplastique.
Le modèle de nucléation et croissance de vides est ensuite utilisé afin de construire un modèle complet élasto-viscoplastique avec endommagement. Le comportement déviatorique est géré par une loi de plasticité classique de type Prandtl-Reuss tandis que la partie sphérique est gouvernée par la croissance des cavités avec effet micro-inertiel. Ce modèle d'endommagement est implanté dans le code de calculs par éléments finis ABAQUS/EXPLICIT, via un sous-programme utilisateur VUMAT. L'essai d'impact de plaques est simulé et les résultats obtenus révèlent une bonne concordance avec les résultats expérimentaux sur le Tantale issus de la littérature.

Les joints adhésifs époxy sont fortement développés dans les applications aéronautiques. Ces assemblages collés doivent supporter des sollicitations d'impact, de sorte que la rupture doit être modélisée. Or, les mécanismes de rupture de l'adhésif sont sensibles à la vitesse de chargement. De plus, la rupture survient généralement sous un chargement mixte entre traction et cisaillement. Cependant, les modèles à zones cohésives actuels ne prennent pas en compte l'éventuel couplage entre mixité et vitesse de chargement. L'objectif de ces travaux est donc de caractériser le comportement à rupture d'un adhésif sous chargement dynamique multiaxial. Pour celà, un nouveau protocole expérimental est développé. Avec le même montage, de faibles variations sur la géométrie des éprouvettes permettent de couvrir toute l'enveloppe de rupture, de la traction au cisaillement. Le chargement dynamique est effectué à l'aide d'une machine de traction servohydraulique. La validité du protocole sous chargement quasi-statique est expérimentalement démontrée par comparaison avec un essai de référence dans l'existant. Les ruptures en mode II et en mode III s'avèrent équivalentes. De plus, la ténacité diminue à haute vitesse de chargement, quelque soit la mixité de mode. Enfin, un critère de rupture est défini afin de prendre en compte à la fois l'influence de la mixité de mode, et celle de la vitesse de chargement, sur la ténacité
Adhesive joints are widely developed in aeronautical applications. These bonded assemblies have to support dynamic impact sollicitations and failure has to be predicted. The material viscous failure mechanisms in the adhesive are rate sensitive. Moreover, the joint failure usually occurs under a mixed-mode combination of traction and shear loading. However, current cohesive zone models do not take into account the possible coupling between loading rate-dependency and the mode mixity. The aim of this work is consequently to characterize the fracture behaviour of adhesives under mixed mode dynamic loadings. For that purpose, a new experimental protocol is developed. With the same equipment, small variations of specimen's geometry are employed to cover the wide range from traction to shear loading. The dynamic loading is achieved using a servohydraulic testing machine. The validity of the protocol under quasi-static loading is experimentally confirmed by comparison to a reference test. The quasi-static fracture toughness and failure surfaces are found equivalent under shear mode II and mode III. Moreover, the fracture toughness is found to decrease when rising the loading rate, whatever the mode mixity. Finally, a failure criterion is defined to take into account both the rate and mixed mode in uence on the fracture toughness

Cette étude vise à bien comprendre puis à modéliser le comportement mécanique dans une large plage de vitesse de déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 ayant subis un traitement d'attrition mécanique de la surface (SMAT). Ces tôles ainsi traités sont des matériaux multicouches avec un gradient de propriétés. Les principaux résultats obtenus sont résumés comme suit：(1) La sensibilité globale à la vitesse déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT est caractérisée par des essais de double cisaillement sous chargements quasi-statiques et dynamiques, qui permet d’atteindre une grande déformation sans instabilité géométrique. Des essais de double cisaillement sous impact sont réalisés à l’aide des barres de Hopkinson de grande diamètre et un système d’attache qui a une même impédance acoustique que la barre. Une sensibilité significative a été révélée et on observe ce renforcement n’a pas induit une réduction importante de la ductilité.(2) Dans le but d’un meilleur dépouillement de ces essais de double cisaillement, leur conditions d’essai est analysé dans le détaillé. Le modèle numérique avec le système d’attache a été construit pour étudier l’influence du système d’attache au début de chargement. On trouve un effet limité pour les diverses conditions imparfaites des essais comme la souplesse de système d’attache, des champs mécaniques non-homogènes, l’état de non-équilibre, etc. Par contre, les études numérique et analytique ont démontré que l’hypothèse simple de petites perturbations habituellement utilisé pour le dépouillement de ces essais n’est pas suffisamment précise. La déformation Eulérien cumulée doit être utilisée pour obtenir un résultat numérique correct. A partir de ce résultat, la sensibilité à la vitesse déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT obtenue expérimentalement a été retouchée.(3) Un modèle multicouche elasto-plastique en dommageable a été proposé pour décrire le comportement des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT. Les paramètres sont identifiées à partir des essai de traction. La partie elasto-plastique est calée par une loi d’écrouissage de type Ludwig. Par contre, les paramètres d’endommagement sont obtenus avec une méthode d’identification inverse sur la base de simulation numérique de ces essais de traction. Pour valider ce modèle multi-couche elasto-plastique dommageable, un essai d’indentation/perforation est réalisé sur des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT. Des simulations numériques correspondantes montres que ce modèle multi-couche elasto-plastique en dommageable une prédiction plutôt précise de ces essais de d’indentation/perforation.(4) Pour évaluer la performance anti-perforation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT, des essais de perforation sous impact a été réalisés avec des barres de Hopkinson. Des simulations numériques de ces essais de perforation sous impact sont réalisées avec un modèle numérique comparable avec le cas quasi-statique. ́tant donne que la sensibilité globale à la vitesse déformation des tôles d’acier austénitique AISI304 traités avec SMAT est caractérisée par des essais de double cisaillement, la sensibilité à la vitesse a été introduite dans le modèle multi-couche elasto-plastique en dommageable. Le résultat numérique correspond bien à la mesure expérimentale, ce qui indique non seulement l’efficacité du modèle numérique mais aussi celle du modèle multicouche elasto-plastique en dommageable
This Ph.D dissertation aimed at the comprehensive understanding and the constitutive modeling of the mechanical behaviours of the surface mechanical attrition treatment (SMAT) treated AISI304 stainless steel sheet under a large range of loading rates. SMAT treated AISI304 stainless steel sheets are multi-layered functionally graded materials (FGM). The main research results and conclusions are summarized as followed:(1) The overall rate sensitivity SMAT treated AISI304 stainless steel sheet is characterized by the double shearing test under quasi-static and dynamic loading where a large strain can be achieved without geometry instability. Impact double shear test are performed with a large diameter Hopkinson bar system and an adapted equal-impedance clamping device. Significant rate sensitivity is found. It is also observed that such a rate enhancement does not induce an important reduction of the ductility.(2) In order to extract accurate material information from the double shear tests, their testing conditions are thoroughly analyzed using numerical simulation. Numerical models including clamping devices have been built to investigate the influence of this clamping device at the early stage of loading. A limited effect was found for various imperfect testing conditions such as the clamping device stiffness, non-homogeneous stress and strain fields, non-equilibrium state, etc. On the contrary, numerical and analytical study shows that the simple small strain assumption usually used in double shear tests are not accurate enough. Eulerian cumulated strain definition should be used to get consistent numerical results. From this finding, the experimental rate sensitivity obtained for the SMAT treated AISI304 stainless steel sheet are recalculated.(3) A multi-layers elastic plastic damageable constitutive model is proposed to model SMAT treated AISI304 stainless steel sheet. The parameters are identified using tensile testing results. The elastic plastic behavior is curve fitted with a simple Ludwig hardening model. However, the damage parameters should be identified using an inverse method on the basis of numerical simulation of these tensile tests. In order to validate this multi-layer elastic plastic damageable constitutive model, indentation/piercing tests on SMAT treated AISI304 stainless steel sheet are performed. Numerical simulation of this indentation/piercing tests is also realized. It is found that the identified multi-layer elastic plastic damageable constitutive model allows for a quite accurate prediction of the experimental piercing tests.(4) In order to evaluate the impact anti-piercing capacity of the SMAT treated AISI304 stainless steel sheet, the impact perforation tests using Hopkinson bar are carried out. Numerical simulation of these impact perforation tests are realized with a similar FEM model as the quasi-static case. As the rate sensitivity of SMAT treated AISI304 stainless steel sheet is experimentally characterized with double shear test, a rate sensitive multi-layer elastic plastic damageable constitutive model is introduced. The numerical results agree well with the experimental ones, which indicates the effectiveness of the numerical model as well as the rate sensitive multi-layer elastic plastic damageable constitutive model

Ce travail porte sur l’étude de l’influence d’un chargement dynamique sur le comportement tribologique du contact (frottement). Il comprend la mise au point d’un tribomètre original dont le chargement dynamique est contrôlé, l’analyse de résultats expérimentaux menés avec différents couples de matériaux, puis la présentation d’une modélisation qui sera confrontée aux résultats expérimentaux. Le moyen d’essai mis au point, de type pion-disque, utilise un moteur linéaire asservi en effort. En faisant varier l’asservissement de ce moteur linéaire nous pouvons créer une variation quasi-instantanée de la composante dynamique de l’effort sans affecter la composante continue. Grâce à une mesure en continu de l’effort de frottement, il est possible d’identifier les changements de frottement liés aux changements de dynamique d’effort normal. Ce protocole a été appliqué à trois couples de matériaux, sélectionnés pour leurs différences de comportements tribologiques, et dans des conditions expérimentales variables (pression et vitesse de glissement). La partie théorique du travail a pour objectif de proposer un modèle décrivant les phénomènes observés expérimentalement, notamment le décollement, à travers une modélisation du système mécanique et des excitations qu’il peut subir