Dissertations / Theses: 'Dynamique de chargement'

1

Thénault, François. "Validation dynamique d'une nouvelle méthode d'estimation du chargement lombaire." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ61840.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

2

Thénault, François. "Validation dynamique d'une nouvelle méthode d'estimation du chargement lombaire." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2001.

Find full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

3

Malo, Alexandre. "Chargement dynamique par composants pour réseaux de capteurs adaptables." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2013. http://hdl.handle.net/11143/6194.

Full text

Abstract:

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

4

Chatelain, Verchinine Alexia. "Sécurité du code mobile en terme de types : application au langage JAVA." Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112107.

Full text

Abstract:

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

5

Michel, Gérard Jullien Jean-François. "Flambage de coques cylindriques sous un chargement de cisaillement dynamique." Villeurbanne : Doc'INSA, 1999. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=michel.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

6

Michel, Gérard. "Flambage de coques cylindriques sous un chargement de cisaillement dynamique." Lyon, INSA, 1997. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1997ISALx103/these.pdf.

Full text

Abstract:

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

7

Czarnota, Christophe. "Endommagement ductile des matériaux métalliques sous chargement dynamique - Application à l'écaillage." Phd thesis, Université de Metz, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00188759.

Full text

Abstract:

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.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

8

Dagorn, Noëlig. "Caractérisation expérimentale de la rupture d'interfaces collées sous chargement dynamique multiaxial." Thesis, Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France, 2020. http://www.theses.fr/2020UPHF0011.

Full text

Abstract:

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

9

Shi, Feifei. "Comportement des tôles métalliques à gradient de propriété sous chargement dynamique." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015DENS0035/document.

Full text

Abstract:

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

10

Berthou-Camara, Mariama. "Etude de l’influence de la dynamique de chargement sur le comportement tribologique du contact." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066401.

Full text

Abstract:

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

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

11

Garo, Anais. "Modélisation du corps vertébral en chargement dynamique : intégration de l'effet de l'âge." Phd thesis, Université de la Méditerranée - Aix-Marseille II, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00615426.

Full text

Abstract:

Afin d'analyser le comportement biomécanique des vertèbres pour des applications biomédicales ou traumatiques, les modèles par éléments finis sont de plus en plus utilisés. Cependant la variabilité biologique, dont les effets de l'âge, et les sollicitations dynamiques ne sont pas toujours prises en compte lors du développement de ces modèles. Cette thèse a pour objectif de rendre compte des effets de l'âge dans la modélisation des vertèbres pour des chargements dynamiques. La partie expérimentale a porté sur la réalisation d'essais en compression de corps vertébraux à 0,5m/s. Les données nécessaires à la compréhension des mécanismes de fractures des corps vertébraux et à la validation des modèles ont été collectées et complétées par des mesures de densité sur des images scanners. La partie numérique a été décomposée en trois volets : D'abord, les propriétés de l'os cortical et de l'os spongieux ont été déterminées par analyse inverse dans un modèle de vertèbre lombaire à différentes vitesses. Puis, les effets de l'âge ont été implémentés dans ces modèles calibrés. Les propriétés mécaniques de l'os ont été calibrées en fonction de données de la littérature. Enfin, à partir des scanners du volet expérimental, des modèles personnalisés ont été développés. Leurs réponses, comparées aux données expérimentales, ont montré la pertinence de la personnalisation en chargement dynamique tant d'un point de vue qualitatif (initiation de la fracture) que quantitatif (effort, raideur, énergie). Les résultats de ce travail mettent en perspective l'évaluation des effets de l'âge tant dans la fragilité du rachis lors d'un traumatisme que pour sa réparation.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

12

Lauro, Franck. "Méthodologie pour la prise en compte de l'endommagement microstructural sous chargement dynamique." Valenciennes, 1996. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/25f4f14a-3b4f-4730-8c34-14477ea53cc3.

Full text

Abstract:

Les grandes déformations et vitesses de déformations subies par les structures lors de sollicitations dynamiques tel que lors de crash ou lors de mise en forme par emboutissage provoquent un endommagement microstructural conséquent pouvant conduire à la rupture ductile d'une partie de la structure. Pour prendre en compte cet endommagement dans les simulations numériques par la méthode des éléments finis, des modèles d'endommagement pour des matériaux isotropes et anisotropes élasto-viscoplastiques sont développés. Ces modèles sont intégrés dans le code de calcul en dynamique rapide PAM-SOLID ™. Une procédure d'identification des paramètres matériels de ces modèles par une méthode inverse est mise au point. Cette procédure est basée sur la corrélation de la mesure expérimentale de la variation de la largeur en fond d'entaille d'une éprouvette de traction plate entaillée avec celle obtenue par simulation numérique. Les paramètres d'endommagement sont identifiés en réalisant cette corrélation à l'aide d'un optimiseur couple au code de calcul par éléments finis. Une stratégie d'identification des paramètres matériels d'endommagement est développée et appliquée dans le cas d'un acier courant E24. La prise en compte de l'endommagement des structures sous sollicitations dynamiques est illustrée par la flexion dynamique d'un profile à section en U, l'écrasement d'un multitube soudé et l'emboutissage de la coupelle d'amortisseur de la Twingo. L'influence de l'endommagement sur les variables locales et globales est montre et la rupture ductile est prédite à l'aide du modèle d'endommagement microscopique

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

13

Optasanu, Virgil. "Modélisation expérimentale et numérique de la lubrification des paliers compliants sous chargement dynamique." Phd thesis, Université de Poitiers, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00102599.

Full text

Abstract:

La lubrification des paliers compliants tels les paliers de bielle doit prendre en compte les effets hydrodynamiques ainsi que les déformations élastiques des structures. Pour pouvoir juger de la validité des modèles numériques existants, des comparaisons avec des phénomènes réels doivent être faites. De telles comparaisons nécessitent l'utilisation de dispositifs expérimentaux et de méthodes de mesure.
Afin d'effectuer une comparaison avec les résultats numériques, un dispositif expérimental original a été réalisé. Ce dispositif respecte la cinématique du système bielle ‑ manivelle et utilise des modèles schématiques de bielle. Il fournit des résultats sur les phénomènes élastohydrodynamiques sous chargement dynamique.
Les méthodes de mesure utilisées sont la photoélasticimétrie et la corrélation d'images numériques. La première est utilisée pour visualiser l'état des contraintes généré dans la structure du modèle de bielle par la pression du film de lubrifiant et la seconde sert à mesurer l'épaisseur du film d'huile dans le palier.
La comparaison avec la modélisation numérique montre une très bonne concordance entre le réseau de franges d'isochromes visualisé expérimentalement et celui calculé numériquement. Quant à l'épaisseur de film, la concordance est bonne sur tout le cycle sauf sur 30° d'angle de vilebrequin avant et après l'explosion. Cette non-concordance est mise au compte de la viscoélasticité du matériau.
La partie numérique de ce travail consiste en l'étude des phénomènes d'écrasement du film de lubrifiant par la modification du code de calcul existant. Après une comparaison avec une étude simple analytique, qui valide la justesse de la modélisation numérique, le problème de la lubrification des paliers de pied de bielle est abordé. L'influence des divers caractéristiques telles que l'élasticité de l'arbre, la piézoviscosité du lubrifiant, la position des cuvettes d'alimentation, est également étudiée.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

14

Optasanu, Virgil. "Modélisations expérimentale et numérique de la lubrification des paliers compliants sous chargement dynamique." Poitiers, 2000. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00102599.

Full text

Abstract:

L'etude de la lubrification des paliers compliants tels les paliers de bielle doit prendre en compte les effets hydrodynamiques ainsi que les deformations elastiques des structures. Pour pouvoir juger de la validite des modeles numeriques existants, des comparaisons avec des phenomenes reels doivent etre faites. De telles comparaisons necessitent des dispositifs experimentaux complexes et l'emploi de methodes de mesure delicates. Un dispositif experimental original a ete realise. Ce dispositif respecte la cinematique du systeme bielle-manivelle et utilise des modeles simplifiees de bielle. Il fournit des resultats sur les phenomenes elastohydrodynamiques sous chargement dynamique. La photoelasticimetrie est utilisee pour visualiser l'etat des contraintes genere dans la structure du modele de bielle par la pression hydrodynamique. La correlation d'images numeriques est retenue pour mesurer l'epaisseur du film d'huile dans le palier. La comparaison avec la modelisation numerique montre une tres bonne concordance entre le reseau de franges d'isochromes visualise experimentalement et celui calcule numeriquement. Quant a l'epaisseur de film, la concordance est bonne sur tout le cycle sauf sur 30\ d'angle de vilebrequin avant et apres l'explosion. Cette non-concordance est mise au compte de la viscoelasticite du materiau. La partie numerique de ce travail consiste en l'etude des phenomenes d'ecrasement du film de lubrifiant, etude rendue possible grace a une modification du code de calcul existant. Apres une comparaison avec une etude simple analytique, qui valide le modele numerique, le probleme de la lubrification des paliers de pied de bielle est considere et l'influence des divers caracteristiques telles que l'elasticite de l'axe, la piezoviscosite du lubrifiant, la position des cuvettes d'alimentation, est etudiee.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

15

Deü, Jean-François. "Rupture des composites stratifiés sous chargement dynamique : apports des méso-modèles avec endommagement retardé /." Cachan : Laboratoire de mécanique et technologie, 1997. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb361953902.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

16

Deü, Jean-François. "Rupture des composites stratifiés sous chargement dynamique : apport des méso-modèles avec endommagement retardé." Cachan, Ecole normale supérieure, 1997. http://www.theses.fr/1997DENS0012.

Full text

Abstract:

Cette étude est consacrée a la prévision de l'endommagement et de la rupture de composites stratifies. Pour cela, des méso-modèles de comportement, dans lesquels le stratifie est décrit comme un empilement de couches et d'interfaces interlaminaires, sont utilises en statique. Les effets de l'endommagement sont pris en compte par l'intermédiaire de variables internes supposées uniformes dans l'épaisseur des couches. Une extension de ces modèles aux cas de sollicitations dynamiques est proposée. Elle est basée sur l'utilisation de lois d'endommagement dépendantes du temps, lois appelées retardées. Ces lois introduisent la notion de vitesse maximale d'endommagement. Physiquement, elles sont fondées sur l'idée que la vitesse de propagation des microfissures est finie. Par rapport au cas de sollicitations statiques, le principal paramètre supplémentaire est la vitesse maximale d'endommagement, qui, combinée a la vitesse de propagation des ondes du milieu endommage, introduit une longueur caractéristique dans la modélisation. Les apports de ces modèles vis-à-vis des questions d'unicité, de localisation et de stabilité sont étudiés sur la base de travaux analogues en viscoplasticité. Concernant les problèmes de dépendance au maillage, le modèle développé présente l'intérêt de pouvoir estimer, a priori, la taille des éléments à utiliser. Une discussion sur l'identification des paramètres du modèle est également proposée. Elle est principalement basée sur l'analyse de simulations unidimensionnelles d'essais d'impact plaque-plaque. L'implantation des méso-modèles d'endommagement dans le code de calcul éléments finis de dynamique dyna3d permet de confirmer les apports dus a l'effet retard et de valider l'approche sur des simulations d'essais aux barres d'Hopkinson (essais de compression et flexion dynamique sur composite sic/sic) ainsi que sur un exemple d'impact sur plaque stratifiée sic/mas-l.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

17

Dali, Bachir. "Détermination de la force portante statique des pieux soumis à un chargement dynamique axial." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0047.

Full text

Abstract:

Les travaux réalisés au Centre Expérimentale des Travaux Publics et du Bâtiments, s'inscrivent dans le cadre d'une recherche financée par "LA FÉDÉRATION NATIONALE DES TRAVAUX PUBLICS ET DU BÂTIMENT". Ils portent sur la mise au point d'une méthodologie systématique de détermination de la portance des pieux par chargement dynamique et du développement d'un logiciel de calcul associé. 1) La méthodologie systématique proposée est basée sur plus d'une centaine d'essais dynamique réalisés en grandeur nature. Malgré le caractère normatif que revêt cette étude, les recommandations sont basées tantôt sur des considérations théoriques et tantôt sur des considérations expérimentales. 2) Le développement du logiciel de calcul a porté sur les points suivants: - l'introduction d'un nouveau modèle de sol - la définition et la détermination des paramètres de calcul - le choix d'un critère de calage - le passage du dynamique au statique à partir des résultats d'une simulation dynamique. - la construction d'une courbe équivalente statique Cette méthode est commercialisée sous le nom SIMBAT, comme "SIMulation de BATtage"
The C. E. B. T. P. Instructed by the French "LA FÉDÉRATION NATIONALE DES TRAVAUX PUBLICS ET DU BÂTIMENT", has carried out extensive research in the field of dynamic pile load testing. This research has resulted in the following: 1) Development of a systematic procedure to determine the equivalent static load response of a pile based on a theoretical and experimental approach. The data bank used contains more than one hundred full scale tests. 2) Development of integrated software package for signal treatment and simulation, with the following objectives: - introduction of a new soil model, - calculation of the parameters used in the simulation, - choice of calibration criteria, - dynamic-static correlation using the parameters of the dynamic simulation, - construction of an equivalent static curve. This method is now named SIMBAT

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

18

Daudonnet, Benjamin. "Etude numérique de la rupture d'éléments de structures constituant des résevoirs sous chargement dynamique." Orléans, 2006. http://www.theses.fr/2006ORLE2023.

Full text

Abstract:

La rupture de réservoirs métalliques sous pression est un phénomène complexe, dont la compréhension fine fait appel à une approche multidisciplinaire. En effet, lors de la rupture, une compétition s'établit entre l'ouverture des fissures de la paroi et la sortie du fluide dont la pression sert de moteur à cette ouverture. La présente étude s'est principalement focalisée sur les aspects mécaniques du problème, pour lesquels un certain nombre d'hypothèses théoriques et numériques ont été faites, et comparées avec des expériences afin de trouver un accord avec le phénomène étudié. Ainsi, le travail a notamment porté sur : 1- la recherche d'une loi de comportement adaptée à la réponse dynamique de la structure. A partir de résultats d'essais de traction quasi-statique et de chargement cyclique, plusieurs lois de comportement ont été analysées. La loi de Chaboche prenant en compte le comportement élastoviscoplastique du matériau s'est avérée la mieux adaptée à représenter le comportement dynamique du matériau ; 2- la définition du chargement auquel est soumis le système et sa possible interaction avec la structure. Pour l’étude de ce dernier aspect, le recours à des chargements issus des expériences a été envisagé ; 3- le choix de critères de rupture, reposant sur des variables simples ou complexes ; 4- les choix numériques retenus pour la modélisation du système et du processus de rupture. Plusieurs modèles permettant de représenter la déformation et la rupture dynamique de plaques soumises à l'explosion ont ainsi été réalisés, et leur validité a été analysée par comparaison avec des résultats expérimentaux. Les données ainsi rassemblées ont permis d'entamer une réflexion sur le cas réel d'un réservoir.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

19

Omar, Ahmad. "Développement et validation d'un modèle aux éléments discrets de comportement du béton sous chargement dynamique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENI014/document.

Full text

Abstract:

Ce travail concerne l'analyse de la vulnérabilité des structures de protection et des ouvrages sensibles en béton soumis à des actions dynamiques sévères (impacts, explosions) dues à des risques anthropiques d'origine accidentelle ou non. L'objet est la mise au point d'outils prévisionnels de simulation capables de décrire de manière objective le comportement dynamique du béton. Pour cela, une approche numérique novatrice reposant sur la méthode des Eléments Discrets (MED) est développée. Une première partie de cette thèse concerne la simulation des essais quasi-statiques de compression et traction uniaxiales. Une loi de transfert de moment (LTM) a été introduite pour pallier au problème de fragilité en compression simple. Ensuite, la procédure d'identification des paramètres du modèle modifié a été optimisée pour bien reproduire le comportement macroscopique du béton. Enfin, le modèle a été validé en représentant correctement le comportement quasi-statique de plusieurs types de béton. La deuxième partie du travail traite la simulation des essais de traction dynamique du béton aux barres de Hopkinson. Les résultats ont montré la nécessité de prendre l'effet de vitesse de déformation dû au matériau pour bien reproduire le comportement expérimental. Ensuite, Les paramètres du modèle permettant de reproduire cet effet de vitesse ont été identifiés. Enfin, des essais avec des taux de déformation très élevés ont été simulés et les résultats numériques ont été en accord avec le comportement observé expérimentalement
This work concerns the analysis of the vulnerability of sensitive concrete structures subjected to severe dynamic actions such as impacts due to natural hazards or human factors. The object is to develop a numerical tool that can describe objectively the dynamic behaviour of concrete. Then, a 3D discrete element method (DEM) was developed and used to perform the analysis. The first part of this thesis focuses on the simulation of quasi-static uniaxial compression and traction tests. A moment transfer law (MTL) was introduced to overcome the problem of brittle compressive behavior. Then, the identification procedure of the modified DEM model has been optimized in order to reproduce very well the macroscopic behaviour of concrete. Finally, the model has been validated by representing properly the real quasi-static behavior of different types of concrete. The second part of the study deals with the simulation of the dynamic Hopkinson traction bar tests of concrete. The results showed that a local rate effect has to be introduced to reproduce the strain rate dependency, which would then be a material-intrinsic effect. Then, the parameters of the model have been identified. Finally, simulations were run at high strain rates and showed consistent results with respect to experimental behaviour

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

20

Piffeteau, Stéphane. "Modélisation du comportement thermoélastohydrodynamique d'un palier de tête de bielle soumis à un chargement dynamique." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2344.

Full text

Abstract:

L'etude de la liaison bielle-vilebrequin d'un moteur thermique necessite la determination de l'ecoulement hydrodynamique du film d'huile ainsi que des deformations des structures, qu'elles soient d'origine elastiques ou bien thermiques. Pour connaitre l'ecoulement du film lubrifiant, la connaissance precise des caracteristiques de l'huile est indispensable, comme notamment la variation de la viscosite dynamique avec la temperature. De plus, la prise en compte des deformees thermiques des solides passe par la resolution d'un probleme thermique dont le domaine est constitue du film lubrifiant, de la bielle et de l'arbre. Afin d'obtenir une modelisation realiste des conditions de fonctionnement avec des temps de calculs raisonnables, un programme de calcul base sur une description unidimensionnelle de l'ecoulement du film d'huile et bidimensionnelle des deformations thermoelastiques et des temperatures a ete etabli. Ecrites en regime dynamique, l'equation de reynolds generalisee, les equations d'equilibre de la charge, les equations de l'elasticite, l'equation de l'energie et les equations de la chaleur permettent de determiner la pression hydrodynamique, l'excentricite, les deformees thermoelastiques, la temperature dans le film et les temperatures dans les solides. Toutes ces equations sont discretisees par la methode des elements finis. Le probleme tehd est scinde en deux sous problemes dont les non-linearites des equations sont traitees par la methode de newton-raphson. Apres une validation du code developpe, les influences sur un palier de tete de bielle de moteur thermique du comportement thermovisqueux de l'huile et des conditions aux limites thermiques ont par la suite ete etudiees.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

21

Bennani, Abdelkrim. "Détermination par une analyse dynamique et une méthode inverse de la fonction de chargement d'une structure." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10024.

Full text

Abstract:

Ce travail porte sur la reconstruction de fonctions de chargement dynamique à partir de mesures de composantes de la réponse dynamique de la structure chargée, et s'inscrit dans la problématique générale de l'interprétoin de résultats expérimentaux à l'aide du calcul numérique. On se place dans le cadre linéaire, de sorte que la relation entre chargement et réponse puisse être décrite au moyen des fonctions de transfert. Le problème mathématique de reconstruction (déconvolution) est linéaire mais mal posé, ce qui impose l'utilisation de techniques spécifiques. Dans une première partie, on présente le problème de la reconsruction et les techniques classiquement mises en oeuvre en s'appuyant notamment sur une revue de la bibliograhie du domaine. On décrit notamment les méthodes reposant sur l'utilisation de fonctions de transfert (qui doivent donc être connues à l'avance) et celles de '"déconvolution aveugle", ne nécessitant pas la connaissance à priori de fonctions de transfert mais requérant un essai supplémentaire instrumenté. Ensuite, on illustre les difficultés présentes par la reconstruction de fonction de chargement dynamique, par la mise en oeuvre et l'exploitation d'un montage expérimental dans lequel une force est appliquée au centre d'une plaque circulaire encastrée, selon diverses modalités. On présente des résultats de déconvolution, mesure par mesure, en régime temporel (inversion du système linéraire triangulaire de convolution discrète ) ou fréquentiel (division par la fonction de transfert puis inversion de Fourier), ce qui met en lumière l'insuffisance de ces méthodes (divergence de la force reconsruite). La prise en compte d'une contrainte de positivité sur la force (correcte par exemple en cas d'impact) améliore sensiblement les résultats. [. . . ]

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

22

Penin, Arnaud. "Étude sous chargement dynamique biaxial d'une tôle en acier DP450 : influence sur le comportement et la formabilité." Lorient, 2010. http://www.theses.fr/2010LORIS196.

Full text

Abstract:

Les tôles métalliques sont soumises à des sollicitations multiaxiales rapides lors de crash automobile ou de la mise en forme, alors que peu de moyens expérimentaux cumulent ces deux propriétés. Le travail présenté est une contribution à la compréhension du comportement de tôles en acier sous un chargement rapide biaxial. Les travaux ont pour objectif de comparer la réponse d'un acier soumis à des chargements bi-axiaux et uni-axiaux. Les essais sont menés à différentes vitesses allant du quasi-statique 10-3 /s au dynamique 103 /s. Le premier travail a été de déterminer la réponse du matériau dans le cas d'un chargement uni-axial, afin de créer la base de données de référence. Cette partie expérimentale a mis en évidence la difficulté à caractériser sur une large gamme de vitesse, ce qui nécessite d'utiliser différents moyens d'essai : hydraulique, hydraulique rapide et barres de Hopkinson. La sollicitation bi-axiale est elle imposée par un essai d'expansion, ou bulge test. Ce test est conduit en quasi-statique avec un système de mesure de champs permettant d'optimiser l'exploitation du test. Pour imposer une sollicitation rapide, le dispositif est adapté sur un banc de barres de Hopkinson, et l'exploitation est réalisée par l'utilisation d'une méthode inverse. La comparaison des résultats entre un chargement uni-axial et bi-axial a mis en évidence une sensibilité à la vitesse de déformation équivalente pour les deux modes de sollicitations testés. Pour finir, l'évolution de la formabilité est étudiée pour deux vitesses de chargements, en quasi-statique et en dynamique, à l'aide d'un essai de poinçonnement. La géométrie de l'éprouvette est optimisée pour disposer d'un trajet de déformation linéaire, en expansion. Dans l'étude, la limite de formabilité est choisie au début de la striction. L'exploitation des résultats a permis de mettre en évidence un effet significatif de la vitesse de déformation sur l'apparition de la striction
Teel sheets are subject to multi-axial and dynamic loading during automobile crashes or even stamping. However, there are few experimental techniques that are able to test the material properties for both types of loading. This study presents a new stress technique for steel sheets under biaxial and dynamical loading. The aim of the work is to compare the strain rate sensitivity of steel under uniaxial and biaxial loading. The test was conducted with different strain rates from quasi-static 10-3/s to dynamic at 103/s. The first study was to identify strain rate sensitivity under uniaxial loading so as to obtain a reference behavior. This experimental part highlighted the difficulty of studying behavior under a wide range of strain rates, thus requiring the use of various experimental techniques. Biaxial loading was obtained through an expansion test or bulge test. The bulge test was performed under quasi-static loading rate and using a digital image correlation to measure displacement and the strain field, thus enabling optimization of the test through the calculation of the stress-strain relationship. A Hopkinson apparatus was used to increase the strain rate for dynamic bulge testing. For this device, the strain rate sensitivity of the sample was studied by using an inverse approach. Finally, a punch test was used to study formability for both quasi-static and dynamic strain rates. The sample geometry was optimized to control the strain path in expansion. In the quasi-static mode, DIC ( digital image correlation) was used to detect the beginning of necking. However, in the dynamic mode, we only had the load and displacement relationship. Therefore, the beginning of necking was detected through a new method based on the decrease of load evolution due to necking as compared to the load calculated by simulation. This method is used for both quasi-static to dynamic modes and validated with the DIC results

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

23

Bouda, Pascal. "Méthode des champs virtuels pour la caractérisation du comportement dynamique de matériaux métalliques sous chargement purement inertiel." Thesis, Valenciennes, 2019. http://www.theses.fr/2019VALE0003/document.

Full text

Abstract:

Les travaux de la thèse visent à mettre en place une méthodologie innovante de caractérisation du comportement viscoplastique des matériaux métalliques sous chargement purement inertiel. Sous chargements mécaniques extrêmes (e.g., crash, impact ou explosions), leur comportement mécanique présente en effet pour nombre d’entre eux une sensibilité à la vitesse de déformation. Des approches dites statiquement déterminées sont majoritairement utilisées pour caractériser leur comportement, mais elles requièrent de nombreux essais dont les conditions expérimentales sont souvent contraintes comme par exemple l’homogénéité de la vitesse de déformation qui doit être maintenue constante en temps par exemple. En revanche, des approches dites statiquement indéterminées permettent l’exploitation d’essais mécaniques avec peu d’hypothèses (voire sans) sur les conditions d’essai. Une méthodologie fondée sur un essai d’impact purement intertiel est mise en oeuvre ici pour identifier le comportement viscoplastique de ces matériaux. Avec la Méthode des Champs Virtuels, la méthodologie permet l’identification des paramètres matériaux en exploitant uniquement la mesure des champs de déformation et d’accélération, potentiellement hétérogènes en temps et en espace. Ainsi, celui-ci peut être caractérisé sur une large gamme de déformations et de vitesses de déformation plastiques en procédant à un nombre limité d’expériences. La méthode repose sur le développement d’un simulateur d’images avancé permettant de définir au préalable l’ensemble du dispositif expérimental (géométrie de l’éprouvette et conditions expérimentales). Optimisées numériquement pour prescrire les paramètres d’essai critiques, les réalisations expérimentales menées sur un alliage de Titane utilisé dans l’industrie aéronautique ont permis d’identifier les paramètres d’un modèle de Johnson-Cook sur un spectre de déformations et de vitesses de déformation plastiques pré-déterminé. Les incertitudes de la mesure sont également intégrées et analysées dans ce travail
This thesis aims at developing an innovative methodology for viscoplastic material behaviour characterization of metallic materials under purely inertial loads. Indeed, their mechanical behaviour under extreme conditions (e.g., crash, impact or explosions) is often rate-dependant. Statically determinate approaches are mainly used to characterize their behaviour. However, they require numerous tests for which testing conditions are strongly constrained, such as the strain rate which has to remain constant in time and space for instance. By contrast, statically undeterminate approaches enable test processing with a few (or without) hypotheses on experimental conditions. In this work, the Image-Based Inertial Impact test methodology has been extended to characterize the viscoplastic behaviour of metallic materials. Owing to the Virtual Fields Method, it enables the identification of constitutive material parameters with the sole knowledge of strain and acceleration fields (possibly heterogeneous in time and space). Therefore, constitutive models can be characterized over a wide range of plastic strain and strain rate, while the number of tests is limited. Tests design notably relies on the development of a synthetic images generator to determine the experimental setup (e.g., specimen geometry or testing conditions). Finally, experiments are carried out with optimized test configurations to identify Johnson-Cook parameters over a predicted range of plastic strain and strain rate for a titanium alloy widely used in aerospace industry. Identification uncertainties are also quantified and analysed in this work

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

24

Joudon, Vincent. "Caractérisation expérimentale de l'initiation et de la propagation de fissure dans une résine époxy sous chargement dynamique." Thesis, Valenciennes, 2014. http://www.theses.fr/2014VALE0029/document.

Full text

Abstract:

Les résines époxy renforcées par des nodules thermoplastiques sont largement utilisées dans les matériaux composites à matrice organique de l’industrie aéronautique. Dans le cas particulier des stratifiés, les résines époxy déterminent la résistance du milieu inter-laminaire au délaminage. Ce processus de décohésion macroscopique apparaît classiquement lors d’un impact dynamique et compromet fortement l’intégrité des structures composites légères. Pourtant, les modèles cohésifs actuels ne sont pas prévus pour la simulation du délaminage sous sollicitation rapide. Notamment, l’influence présumée de la dynamique sur la rupture du milieu inter-laminaire riche en résine époxy n’est pas prise en compte. Par conséquent, cette recherche consiste à caractériser l’initiation et la propagation de fissure dans une résine époxy sous chargement dynamique. Dans cet objectif, des éprouvettes entaillées sont fabriquées à partir de la résine époxy Hexply RM21 spécifique du domaine aéronautique. Un protocole expérimental est développé et validé afin d’estimer les ténacités d’initiation et de propagation d’une éprouvette chargée en flexion 3-points par un vérin hydraulique. Les essais réalisés démontrent que la ténacité dynamique augmente fortement avec la vitesse de propagation de fissure, à l’inverse de la ténacité d’initiation qui diminue avec la vitesse d’impact. Ces évolutions sont cohérentes avec les micrographies réalisées post-mortem qui présentent une augmentation des mécanismes de rupture. Finalement, une loi cohésive est définie et identifiée pour prendre en compte l’influence de la dynamique sur l’initiation et la propagation d’une fissure dans la résine époxy étudiée
Epoxy resins toughened with embedded thermoplastic particles are classically used in the aeronautical composites manufacturing. As matrix into laminated composites, epoxy resins determine the delamination resistance of the interlaminar field. The delamination process is a large decohesion that often occurs during impact loadings and it critically compromises the integrity of the light weight composite structures. However, most of the cohesive zone models are not intended to simulate delamination under high rate loadings. In particular, these models do not consider the expected effects of loading rate on fracture behaviour of the resin-rich interlaminar field. Therefore, this research aims at characterizing crack initiation and propagation in epoxy resins under dynamic loadings. For that purpose, we manufacture notched specimens made of pure Hexply RM21 epoxy resin which is mainly used in aeronautics. An experimental procedure is developed and validated in order to estimate initiation and propagation fracture toughness on a 3-points bending test associated to a servo-hydraulic testing machine. Experimental results demonstrate that the dynamic fracture toughness highly increases with the crack propagation speed while the initiation toughness decreases with the impact velocity. These evolutions are consistent with post-mortem micrographic observations that show intensifying fracture mechanisms. Finally, a cohesive law is defined and identified to take into account the dynamic dependency of crack initiation and propagation in the considered epoxy resin

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

25

Perron, Christian, and Christian Perron. "Étude CFD des effets du désalignement et du cisaillement sur les performances et le chargement des hydroliennes." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26178.

Full text

Abstract:

Le développement des hydroliennes se base souvent sur des conditions d'écoulement idéalisées qui ne reflètent pas entièrement le courant présent sur un site réel. Dans cette optique, ce mémoire investigue l'effet d'un écoulement non aligné ou cisaillé sur les performances et le chargement de deux types d'hydrolienne : les hydroliennes à rotor axial (HRA) et à aile oscillante (HAO). Cette étude est réalisée à l'aide de simulations numériques et les résultats démontrent que pour les deux types d'hydrolienne, le désalignement produit une réduction de la puissance et de la traînée, tandis que le cisaillement n'a qu'un effet de second ordre sur ces derniers. Le chargement additionnel sur la structure de support causé par des conditions d'écoulement non idéal est aussi similaire pour les deux technologies. Le désalignement et le cisaillement affectent cependant plus significativement le chargement en fatigue des pales de l'HRA que celui de l'aile de l'HAO.
Le développement des hydroliennes se base souvent sur des conditions d'écoulement idéalisées qui ne reflètent pas entièrement le courant présent sur un site réel. Dans cette optique, ce mémoire investigue l'effet d'un écoulement non aligné ou cisaillé sur les performances et le chargement de deux types d'hydrolienne : les hydroliennes à rotor axial (HRA) et à aile oscillante (HAO). Cette étude est réalisée à l'aide de simulations numériques et les résultats démontrent que pour les deux types d'hydrolienne, le désalignement produit une réduction de la puissance et de la traînée, tandis que le cisaillement n'a qu'un effet de second ordre sur ces derniers. Le chargement additionnel sur la structure de support causé par des conditions d'écoulement non idéal est aussi similaire pour les deux technologies. Le désalignement et le cisaillement affectent cependant plus significativement le chargement en fatigue des pales de l'HRA que celui de l'aile de l'HAO.
The development of hydrokinetic turbines is often based on idealized flow conditions which do not fully refect river or tidal currents. In this regard, this thesis investigates the effect of non-aligned or sheared flows on the performances and loading of two turbine types: the axial rotor (ART) and oscillating foil (OFT) turbines. This study was conducted with unsteady numerical simulations and the obtained results show that for both turbine types, misalignment produces a reduction in power and thrust, while the shear has a limited effect on those quantities. The additional loading on the support structure caused by the non-idealized flow is also similar for both devices. However, misalignment and shear affect more severely the fatigue loading on ART blades than they do for OFT.
The development of hydrokinetic turbines is often based on idealized flow conditions which do not fully refect river or tidal currents. In this regard, this thesis investigates the effect of non-aligned or sheared flows on the performances and loading of two turbine types: the axial rotor (ART) and oscillating foil (OFT) turbines. This study was conducted with unsteady numerical simulations and the obtained results show that for both turbine types, misalignment produces a reduction in power and thrust, while the shear has a limited effect on those quantities. The additional loading on the support structure caused by the non-idealized flow is also similar for both devices. However, misalignment and shear affect more severely the fatigue loading on ART blades than they do for OFT.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

26

Turbelin, Grégory. "Modelisation de la turbulence atmospherique en vue de l'etude du chargement aerodynamique des structures soumises aux effets du vent." Evry-Val d'Essonne, 2000. http://www.theses.fr/2000EVRYA001.

Full text

Abstract:

L'objectif de notre travail de these est de modeliser numeriquement la turbulence atmospherique afin d'etudier l'action aerodynamique du vent sur les ouvrages de genie civil. L'analyse developpee est bidimensionnelle et doit permettre d'identifier les principaux mecanismes qui interviennent lorsque le vent aborde transversalement une structure elancee, non profilee. L'approche consiste a assimiler le vent a un ecoulement de fluide incompressible regi, dans la couche limite atmospherique, par les equations de navier-stokes et a representer la turbulence a l'aide d'un modele du premier ordre, de type k-epsilon. Les principaux parametres pris en compte sont la rugosite des sols, la topographie, la presence d'obstacles et le developpement de grosses structures tourbillonnaires. Le probleme est traite avec le code de calcul par elements finis castem 2000, dans lequel des procedures specifiques, telles des fonctions de paroi rugueuse, ont ete implantees. Des calculs de validation montrent que le modele k-epsilon standard est incapable de modeliser des ecoulements instationnaires sur des sites non homogenes, en presence de tourbillons organises, alors que le modele rng k-epsilon, plus elabore, est adapte a ce type d'ecoulements complexes. Ce dernier modele est donc utilise pour etudier les phenomenes rencontres lorsqu'une rafale aborde une structure elancee. Pour cela, les fonctions indicielles de l'effet rafale de differentes sections sont calculees. Plusieurs comportements sont identifies. Une relation est etablie entre la forme de ces fonctions et la creation de poches de decollement ou de grosses structures tourbillonnaires dans le sillage de l'obstacle. Dans le cas des sections non profilees, les limitations de l'approche quasi-statique sont mises en evidence. Dans ce cas, on suggere de prendre en compte les effets de la turbulence generee par la structure elle-meme, au travers de fonctions d'admittance modifiees.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

27

Lamielle, S. "Contribution à la compréhension du comportement de l'abdomen lors d'un chargement dynamique frontal par une ceinture de sécurité." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00543990.

Full text

Abstract:

Les études d'accidents montrent que l'abdomen est devenu le segment prioritaire à protéger pour un occupant ceinturé lors d'un choc automobile frontal, les lésions étant imputables au phénomène de sous marinage. Par ailleurs, un mauvais positionnement de la ceinture de sécurité peut également être à l'origine de lésions lors du déclenchement des prétensionneurs. Ces deux phénomènes entrainent un chargement dynamique de l'abdomen par la ceinture, les vitesses pouvant aller de 4m/s à 8m/s. Le but de cette étude est d'accroitre notre compréhension du comportement de l'abdomen et des mécanismes lésionnels afin d'élaborer un modèle prédictif du risque lésionnel utilisable pour le développement et l'amélioration des systèmes de protection de l'occupant. Pour étudier la réponse de l'abdomen face à un chargement dynamique par une ceinture huit essais sur huit Sujets Humains Post Mortem (SHPM) ont été réalisés. Quatre essais simulaient le phénomène de sous marinage et quatre celui de la prétension de la ceinture. Des bilans d'efforts complets, des mesures de déplacement, de déformées externes de la paroi abdominale, des radiographies et des mesures de pressions ont été réalisés. Les essais disponibles dans la littérature et les résultats expérimentaux ont conduit à développer un modèle masse-ressort-amortisseur reproduisant les principes pilotant le comportement de l'abdomen. Ce modèle souligne le caractère viscoélastique, non linéaire et inertiel de l'abdomen. L'exploitation des mesures réalisées associées aux bilans lésionnels a permis d'apporter des méthodes de validation des modèles numériques par éléments finis et d'améliorer la formulation du modèle être humain HUMOS2

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

28

L'Hôte, Gabriel. "Etude de la dynamique des dislocations de monocristaux de cuivre sous chargement cyclique : Emission acoustique et caractérisations microstructurales." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI125.

Full text

Abstract:

Pendant la déformation plastique des matériaux cristallins, une plasticité douce, faite de nombreux mouvements de dislocations non corrélés peut coexister avec une plasticité plus sauvage, sous la forme de mouvements collaboratifs : les avalanches de dislocations. La coexistence des deux plasticités dépend de la mise en place d’une structure de dislocations, celle-ci étant supposée entraver la propagation des avalanches. On se propose d’étudier la corrélation entre les évolutions microstructurales et les arrangements de dislocations sous chargement cyclique, d'une part, et la nature de la dynamique collective des dislocations, d'autre part, pour le cas de monocristaux de cuivre purs. Différents essais de fatigue à amplitude de contrainte imposée sont effectués pour étudier l’influence (i) du chemin de chargement, (ii) le rapport de chargement et (iii) l’orientation cristallographique sur les phénomènes de plasticité. La technique d’émission acoustique (EA) est utilisée pour étudier les deux types de plasticité. L’EA continue peut-être associée à la plasticité douce, tandis que l'EA discrète, présentant des signaux plus énergétiques que ceux émis en continu sont associés à la plasticité sauvage. Les microstructures de dislocations sont étudiées à l’aide des techniques EBSD (Electron Backscattered Diffraction, pour mesurer la désorientation cristalline) et ECCI (Electron Channeling Contrast Imaging, pour imager les dislocations au MEB) à la fin de chaque palier de fatigue. Le couplage EA-ECCI donne de précieuses informations quant à la dynamique des dislocations. Le suivi par ECCI, lors d’un essai de fatigue à Rσ=0,1 montre qu’une structure de dislocation n’est stable que pour le niveau de contrainte qui la vue naître. L’émergence d'une structure de dislocations constituent un obstacle aux mouvements des avalanches. Toutefois, l’application d’une amplitude de contrainte plus importante permet un réarrangement de la structure, celui-ci se faisant en grande partie sous la forme d’avalanches de dislocations pouvant se déplacer sur de plus longues distances que le libre parcours moyen. Les petits mouvements de dislocations non corrélés sont confinés à l'intérieur des structures de dislocations, entre les arrangements denses de dislocations (cellules, murs, etc.). La plasticité douce est en conséquence de plus en plus restreinte à mesure que le libre parcours moyen diminue. Le rapport de chargement (Rσ=-1) a une grande influence sur la formation des structures de dislocations, avec l’émergence de structures veines, matrices, bandes de glissement persistant et cellules denses, mais aussi sur la dynamique des dislocations, avec une évolution progressive de la plasticité douce au cours des cycles et une réduction du nombre d’avalanches pendant le durcissement du matériau. Concernant l’influence de l’orientation cristallographique, un nombre plus important de systèmes de glissement activés permet de limiter la contribution des avalanches à la plasticité
During the plastic deformation of crystalline materials, a soft plasticity, made up of many uncorrelated dislocation movements, can coexist with a wilder plasticity, in the form of collaborative movements: dislocation avalanches. The coexistence of the two plasticities depends on the establishment of a dislocation structure, which is supposed to hinder the spread of avalanches. It is proposed to study the correlation between microstructural evolutions and dislocation arrangements under cyclic loading on the one hand, and the nature of the collective dynamics of dislocations on the other hand, in the case of pure copper single crystals. Various stress imposed fatigue tests are performed to study the influence of (i) the loading path, (ii) the loading ratio and (iii) the crystallographic orientation on the plasticity phenomena. The acoustic emission (EA) technique is used to study both types of plasticity. Continuous EA, which can be considered as background noise resulting from the cumulative effect of many sources, is associated with mild plasticity. Discrete EA, with more energetic signals than those emitted continuously, is associated with wild plasticity. Dislocation microstructures are studied using EBSD (Electron Backscattered Diffraction) and ECCI (Electron Channeling Contrast Imaging) techniques at the end of each fatigue level. The EA-ECCI coupling provides valuable information on the dynamics of dislocations. The monitoring by ECCI, during a fatigue test at Rσ=0.1 shows that a given dislocation structure is stable only for given level of stress. The emergence of a dislocation structure act as an obstacle to avalanche movement. However, the application of a larger stress amplitude allows the rearrangement of the structure, which is largely in the form of dislocation avalanches that can travel longer distances than the dislocation mean free path. Small uncorrelated dislocation movements are confined within the dislocation structures, between dense dislocation arrangements (cells, walls, etc.). Mild plasticity is therefore increasingly restricted as the mean free path decreases. The various tests carried out show that the loading path (at Rσ=0.1) has no influence on the dislocation structure formed, but that the dynamics of the dislocations adapt to the way the material is loaded. The loading ratio (Rσ=-1) has a major influence on the formation of dislocation structures, with the emergence of veins, matrices, persistent slip bands and dense cells, but also on the dynamics of dislocations, with a gradual evolution of mild plasticity during cycles and a reduction in the number of avalanches during the hardening of the material. Concerning the influence of crystallographic orientation, a larger number of activated slip systems limit the contribution of avalanches to plasticity

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

29

Lamielle, Sophie. "Contribution à la compréhension du comportement de l'abdomen lors d'un chargement dynamique frontal par une ceinture de sécurité." Lyon 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LYO10124.

Full text

Abstract:

Les études d’accidents montrent que l’abdomen est devenu le segment prioritaire à protéger pour un occupant ceinturé lors d’un choc automobile frontal, les lésions étant imputables au phénomène de sous marinage. Par ailleurs, un mauvais positionnement de la ceinture de sécurité peut également être à l’origine de lésions lors du déclenchement des prétensionneurs. Ces deux phénomènes entrainent un chargement dynamique de l’abdomen par la ceinture, les vitesses pouvant aller de 4m/s à 8m/s. Le but de cette étude est d’accroitre notre compréhension du comportement de l’abdomen et des mécanismes lésionnels afin d’élaborer un modèle prédictif du risque lésionnel utilisable pour le développement et l’amélioration des systèmes de protection de l’occupant. Pour étudier la réponse de l’abdomen face à un chargement dynamique par une ceinture huit essais sur huit Sujets Humains Post Mortem (SHPM) ont été réalisés. Quatre essais simulaient le phénomène de sous marinage et quatre celui de la prétension de la ceinture. Des bilans d’efforts complets, des mesures de déplacement, de déformées externes de la paroi abdominale, des radiographies et des mesures de pressions ont été réalisés. Les essais disponibles dans la littérature et les résultats expérimentaux ont conduit à développer un modèle masse-ressort-amortisseur reproduisant les principes pilotant le comportement de l’abdomen. Ce modèle souligne le caractère viscoélastique, non linéaire et inertiel de l’abdomen. L’exploitation des mesures réalisées associées aux bilans lésionnels a permis d’apporter des méthodes de validation des modèles numériques par éléments finis et d’améliorer la formulation du modèle être humain HUMOS2
According to accident analysis, the abdomen has moved to the first body part to protect during a frontal car crash for 3-point belted occupants. In that case, abdominal injuries can be attributed to the submarining phenomena. Besides, a lap belt out of position (OOP) can also generate abdominal injuries during the belt pretensionning. These two phenomena imply a dynamic belt loading of the abdomen. Penetration rates are between 4 and 8 m/s. The purpose of that study is to bring a deeper insight on abdominal behavior and injury mechanisms in order to build an injury predictive model useful to develop and improve safety devices. In order to investigate abdominal response to dynamic belt loading, eight experimental tests were performed on eight Post Mortem Human Surrogates (PMHS). Four were tested in a submarining configuration and four in OOP. Belt and back forces, belt displacement, 3D external deformations of the abdomen, CT scans and pressures were recorded. Based both on previous studies and experimental results obtained, a lumped parameter model was developed. This model reproduces abdominal responses and highlights the non-linear, inertial and viscous comportment of the abdomen. Injury outcomes associated to measures provide validation methods of finite element models of the human abdomen and allow the global improvement of the HUMOS2 FE abdominal model

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

30

Aubernon, Corentin. "Evolution de la perméabilité du béton : influence de la température, du chargement mécanique et du fluide percolant." Ecole centrale de Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011ECDN0058.

Full text

Abstract:

L’étude de l’étanchéité des enceintes de confinement des centrales nucléaires (1300 et 1450 MWe) est un enjeu majeur pour assurer la sécurité de la population. Lors d’un accident de type APRP (Accident par Perte de Réfrigérant Primaire), l’enceinte interne est soumise à une pression de 5 bars, 141°C de température et une humidité relative proche de 100%. Dans ces conditions extrêmes, elle doit rester étanche. Pour assurer cette protection, il est nécessaire d’étudier le matériau qui compose ces enceintes de confinement : le béton. Aujourd’hui, de nombreuses études permettent de caractériser la perméabilité du béton sec en utilisant l’azote comme fluide percolant, avec un chargement mécanique de compression et jusqu’à 150°C. Cependant, nous connaissons mal l’évolution de la perméabilité à l’azote du béton à différentes teneurs en eau couplé à un chargement mécanique. De Plus, le gaz utilisé pour la mesure de la perméabilité n’est pas de la vapeur d’eau contrairement aux conditions accidentelles précédemment décrites. Afin de nous rapprocher des conditions d’accident, nous mesurons la perméabilité à l’azote d’éprouvettes cylindriques creuses 11*22 en béton à différentes teneurs en eau soumises à la compression à température ambiante. Ensuite, nous avons conçu un banc expérimental permettant de soumettre des éprouvettes cylindriques en béton à un couplage thermo-hydro-mécanique en injectant différents mélanges azote-vapeur d’eau à pression contrôlée et en mesurant les débits de fuite en azote et en vapeur. Ces essais sont effectués sous chargement mécanique de compression en phase pré et post-pic
The study of sealing containment vessels of nuclear power station (1300 and 1450 MWe) is a major challenge to ensure the safety of the population. During a Accident with Loss Of Coolant, the containment is subjected to a pressure of 5 bar, 141 ° C temperature and relative humidity close to 100%. Under these extreme conditions, it should remain sealed. To ensure this protection, it is necessary to study the material that makes up these containments: concrete. Today, many studies are used to characterize the permeability of concrete using dry nitrogen as fluid percolating with mechanical loading (compression) up to 150 ° C. However, we know little about the evolution of the nitrogen permeability of concrete with different water contents coupled with mechanical loading. More, the gas used for the measurement of permeability is not steam as accident conditions described above. To be closer to accident conditions, we measure the nitrogen permeability of hollow cylindrical tubes 11 * 22 made of concrete with different percentages of water subjected to compression at ambient temperature. Then we designed an experimental bench to submit concrete cylindrical specimens coupling thermo-hydro-mechanical mixtures by injecting different nitrogen and water vapor, controlled pressure and measuring leakage rates in nitrogen and steam. These tests are performed under mechanical loading compression in pre and post-peak

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

31

Massaq, Adbellah Klepaczko J. R. "Caractérisation mécanique d'un matériau composite en tissu de verre et matrice polyamide 6 sous différents types de chargement dynamique." [S.l.] : [s.n.], 1999. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1999/Massaq.Abdellah.SMZ9919.pdf.

Full text

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

32

Youssef, Michel. "Analyse de l'influence des paramètres structuraux et fonctionnels d'une cage thoracique sous chargement dynamique a l'aide d'un modèle simplifié." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10190/document.

Full text

Abstract:

En Union Européenne les accidents frontaux font 28% des accidents routiers et sont responsables de 49% de mortalité, les fractures thoraciques étant la cause principale de décès. Les modèles en éléments finis du corps humain sont un outil important pour la simulation de chocs réels et la prédiction des risques d'endommagement. Cette thèse a permis de développer un modèle simple en éléments finis de la cage thoracique suffisamment souple d'utilisation et facilement paramétrable. Ce modèle est validé expérimentalement avant d'être utilisé pour une étude paramétrique. Cette étude a permis de caractériser l'influence de différents paramètres structurels et géométriques sur le comportement de la cage thoracique sous chargement dynamique. Le travail réalisé au cours de cette thèse est divisé en trois parties : Modélisation de la cage thoracique entière avec des éléments finis de type poutre dont les propriétés mécaniques sont déterminées à partir d'essais de flexion trois points sur des segments de côtes et complétées par des éléments de la littérature, Validation du modèle dont les résultats sont suffisamment proches des résultats des essais de chargement dynamique antéro-postérieur menés par Vezin et Berthet [Vez09], Etude paramétrique sur l'influence paramètres, géométrie des sections droites et géométrie globale de la cage thoracique (inclinaison des côtes, forme et taille globale de la cage thoracique). A partir de cette étude nous trouvons que le module d'Young et l'épaisseur du cortical ont une influence identique sur la raideur globale de la cage thoracique ainsi que sur la rotation et la déformation des côtes. Avec l'augmentation de ces deux paramètres la rigidité du thorax augmente et le taux de compression maximal diminue. D'autre part les côtes tournent plus et se déforment moins. La raideur des liaisons costo-verterbales a une influence directe sur la rotation latérale qui diminue avec l'augmentation de cette raideur alors que les déformations augmentent ; tandis que la raideur globale de la cage thoracique est légèrement modifiée. L'inclinaison des côtes est le facteur ayant la plus grande influence sur la déformation des côtes et donc sur le risque d'endommagement : plus les côtes sont proches de la direction de chargement la raideur de la cage thoracique augmente et la déformation des côtes augmente
In the European Union, 28% of road accidents are frontal impacts which provoke 49% of fatalities where the thoracic fractures are the main cause of death. The finite element models of the human body are an important tool for the simulation of real impacts and the prediction of damage. This thesis has led to develop a rib cage simplified finite element model sufficiently flexible and easily customizable. First, this model is experimentally validated and then used in a parametric study. This study allowed us to characterize the influence of different structural and geometric parameters on the behavior of the rib cage under dynamic loading. This work is divided into three parts : Modeling the rib cage using beam elements whose mechanical properties are determined by three-point bending tests on rib segments and supplemented from literature, Validating the model by simulating the anteroposterior dynamic loading tests led by Vezin and Berthet [Vez09], Performing a parametric study on the influence of the mechanical parameters (Young modulus, stiffness of costo-vertebral joints), the geometry of the rib sections and the overall geometry of the rib cage (ribs slope, shape and overall size of the rib cage). This study permitted to find that Young modulus and the thickness of the cortical have the same influence on the overall stiffness of the chest as well as on the rotation and deformation of the ribs. By increasing these parameters, the stiffness of the chest increases and the maximum compression ratio decreases. Besides, we'll find more rotation and less deformation of the ribs. The stiffness of the costoverterbal joints has a direct influence on the lateral rotation : it will decrease by increasing of the stiffness while deformation will increase. However, the overall stiffness of the chest is slightly modified by modifying the costovertebral joint stiffness. The initial inclination of the ribs accordingly to the load direction has the greatest influence on the deformation of the ribs and therefore on the damage risk. When the ribs are closer to the loading direction, the stiffness of the rib cage and the deformation of the ribs increases

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

33

Massaq, Abdellah. "Caractérisation mécanique d'un matériau composite en tissu de verre et matrice polyamide 6 sous différents types de chargement dynamique." Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Massaq.Abdellah.SMZ9919.pdf.

Full text

Abstract:

Grâce à de leur résistance spécifique meilleure que celle des matériaux métalliques, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans la construction mécanique. En outre, l'utilisation des tissus comme renforts permet une meilleure intégrité structurelle et cette caractéristique est utilisée pour absorber l'énergie lors d'un choc. L'objectif de ce travail est l'étude du comportement au choc par compression, perforation et flexion d'un matériau composite en tissu de verre et matrice polyamide 6, au moyen des dispositifs de Hopkinson. Dans ce travail nous avons développé un nouveau procédé qui permet de déterminer le module élastique dynamique moyennant le dispositif des barres de Hopkinson, basée sur une étude statistique des paramètres inhérents à la propagation des ondes élastiques à travers le composite. Ensuite, nous avons mis en œuvre deux nouvelles techniques fondées sur le principe des barres de Hopkinson pour décrire la tenue au choc des matériaux composites

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

34

Khoshravan, Azar Ali. "Problèmes de sols saturés sous chargement dynamique : modèle cyclique pour les sols et validation sur des essais en centrifugeuse." Villeneuve d'Ascq, École centrale de Lille, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10167.

Full text

Abstract:

Le travail de cette thèse porte sur la résolution par la méthode des éléments finis des problèmes de sols saturés sous chargement dynamique. Il est présente en trois chapitres : le premier chapitre est composé de trois parties. Dans la première, on présente la version monotone du modèle MODSOL qui constitue l'élément de base de ce chapitre. Dans la seconde partie, en adoptant le concept de mémoire discrète, un écrouissage cinématique est intégré dans le modèle pour décrire le comportement des sols sous chargements non-monotones. Par la suite, on présente la validation de ce modèle sur des essais triaxiaux drainés et non drainés réalisés sur les sables d'Hostun et de Nevada. Le deuxième chapitre est consacré à la résolution des problèmes dynamiques des sols saturés. Il est composé de trois parties. La première comporte un rappel de la formulation du problème dynamique simplifie (p, u) ; la seconde est consacrée à l'introduction de cette formulation dans un programme de calcul par éléments finis PECDYN. La dernière comporte des tests de validation simples du programme développé. Le troisième chapitre comporte des tests de validation du programme PECDYN sur des essais réalisés en centrifugeuse dans le cadre du projet VELACS (VErification of Liquefaction Analysis by Centrifuge Studies). Trois essais ont été retenus pour les tests de validation. Pour chaque test, on présente les données expérimentales (géométrie, propriétés des matériaux, chargement, mesures), les hypothèses retenues dans la modélisation et une confrontation des résultats numériques et expérimentaux.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

35

Miyaura, Edson Haruo. "Modélisation de fatigue et de mécanique de la rupture d'une structure éolienne soumise au chargement dynamique et aléatoire du vent." Thesis, Rouen, INSA, 2016. http://www.theses.fr/2016ISAM0005/document.

Full text

Abstract:

L'objectif de cette thèse est de démontrer comment faire une analyse théorique de fatigue et de mécanique de la rupture d'une structure éolienne à l'axe horizontal. La chaîne des calculs nécessaires pour atteindre cet objectif s'avère être particulièrement longue pour deux raisons : d'abord, la vitesse du vent varie aléatoirement avec le temps ; deuxièmement, l'amplitude de vibration du mât est amplifié en raison des ses fréquences naturelles de vibration. Un chapitre entier est consacré à la modélisation de la vitesse du vent dans l'espace et dans le temps. Ce même chapitre démontre comment synthétiser un signal aléatoire à partir d'une fonction de densité spectrale de puissance (DSP). La force axiale du rotor est le chargement le plus important sur une structure éolienne à l'axe horizontal. Cette force a un rapport non linéaire avec la vitesse du vent. Cela implique la nécessité de déterminer la DSP de la force axiale à partir de son signal, en se servant d'une technique d'estimation spectrale. La méthode Thomson Multitaper s'est avéré la plus satisfaisante pour cette application. La DSP des déplacements du mât est déterminée en associant la réceptance du système structurel avec la DSP de la force qui représente tous les chargements. Un signal de contrainte peut finalement être synthétisé à partir de sa DSP. La technique de comptage de cycles de chargement connue sous le nom de rainflow est abordée et appliquée. Le fait que le signal de contraintes a une amplitude variable implique la nécessité d'employer une technique plus avancée de simulation de propagation de fissures. La technique choisie pour cette thèse est connue sous le nom de strip-yield (bande d'écoulement)
The objective of this thesis is to demonstrate how to do theoretical analyses of fatigue and fracture mechanics in a structure for horizontal axis wind turbine. The chain of calculations required to reach this objective is particularly long for two reasons : firstly, the wind speed varies randomly with time , secondly, the vibration amplitude of the mast is amplified due to its natural frequencies of vibration. A whole chapter is dedicated to modeling the wind speed in space and time. The same chapter shows how to synthesize a random signal by employing a power spectral density function (PSD). The axial force of the rotor is the most important loading on a structure for horizontal axis wind turbine. This force has a non linear relation with the wind speed. This implies the need to determine the PSD of the axial force from its signal, by employing a spectral estimation method. The Thomson Multitaper method revealed to be the most satisfactory for this application. The PSD of displacement of the mast is determined by associating the receptance of the structural system and the PSD of the force representing all loadings. Finally, a signal of stress can be synthesized from its PSD. The fatigue cycle counting method known as rainflow is discussed and employed. The fact that the signal of stress has a variable amplitude implies the need of a more sophisticated method to simulate a crack propagation. The method chosen in this thesis is called strip-yield

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

36

Georges, David. "Etude expérimentale et modélisation de la réponse mécanique de la glace polycristalline sous chargement de traction dynamique : Influence de la porosité." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI080.

Full text

Abstract:

Les impacts de grêlons peuvent induire de sérieux dégâts sur les aéronefs allant jusqu'à menacer l'intégrité même de la structure. Afin de concevoir des structures résistantes à ces impacts, il est dans un premier temps nécessaire de modéliser efficacement la réponse mécanique de la glace lorsque soumise aux conditions de chargement typiques d'un impact. Toutefois, la plupart des modèles visant à simuler les impacts de glace se basent sur des rhéologies élasto-viscoplastiques et présentent un domaine de validité restreint. En raison d'un manque de données expérimentales pour les paramètres contrôlant les mécanismes de fragmentation, ces modèles sous-estiment en particulier l'importance du comportement dynamique de la glace en traction et négligent systématiquement l'effet de la microstructure de la glace. Pourtant, il ressort de l'étude d'autres matériaux fragiles que les propriétés de fragmentation de ce type de matériau sous chargement de traction dynamique sont fortement dépendantes de la vitesse de déformation et de la microstructure. Dans un grêlon, les porosités sont des candidates sérieuses comme défauts les plus critiques pouvant initier la fragmentation. L'objet de cette étude est donc d'analyser la relation entre la porosité de la glace, les mécanismes d'endommagement et la réponse mécanique de la glace en traction dynamique.Dans ce travail, des essais d'écaillage hautement instrumentés sur des échantillons de glace polycristalline isotrope présentant différents taux de porosités, ont ainsi été menés à l'aide d'un dispositif expérimental adapté à ce matériau. Les essais d'écaillage ont permis de fournir le premier jeu de données robuste et reproductible pour la résistance en traction dynamique de la glace. À l'opposé de ce qui a pu être observé sous chargement quasi-statique, les résultats montrent une augmentation de la résistance en traction dynamique et de la densité de fissures avec la vitesse de déformation. La porosité diminue, elle, la résistance en traction dynamique de la glace. Cette influence de la porosité est justifiée en introduisant l'hypothèse que la contrainte critique pour amorcer une fissure sur une porosité est fonction de sa taille.En parallèle de ces travaux expérimentaux, nous proposons l'utilisation du modèle d'endommagement anisotrope Denoual-Forquin-Hild pour prédire le comportement dynamique de la glace en traction. La densité de défauts critiques, paramètre d'entrée de ce modèle, est déterminée par deux approches. La première consiste à appliquer le modèle de Weibull, qui utilise une distribution statistique suivant une loi puissance, pour caractériser la dispersion des contraintes à rupture d'essais de flexion. La seconde est basée sur l'utilisation des distributions réelles de tailles des porosités mesurées par micro-tomographie aux rayons X. La mécanique linéaire de la rupture est utilisée comme critère de rupture pour convertir la taille des porosités en contrainte d'activation. Les solutions du modèle avec ces deux approches sont détaillées et comparées avec les résultats expérimentaux. Les essais d'écaillage sont également reproduits par simulations numériques avec le modèle Denoual-Forquin-Hild. Nous observons que l'estimation d'une densité de défauts critiques basée sur la distribution de taille réelle des porosités permettrait une prédiction plus précise pour un plus large intervalle de vitesse de déformation que l'utilisation d'une distribution statistique basée sur le modèle de Weibull. Les résultats des simulations numériques sont en très bon accord avec les observations expérimentales, validant ainsi le rôle prépondérant des porosités dans l'amorçage de la fragmentation dans la glace poreuse. Ces résultats mettent en évidence l'importance de considérer la microstructure (et en particulier la porosité) ainsi que les spécificités de la résistance en traction dynamique comme des ingrédients essentiels de la modélisation de l'impact de grêle sur les structures
Hailstone impacts are a serious threat for the aeronautic field and can cause significant damages to a structure. Developing an accurate modelling of the mechanical response of ice when subjected to an impact is required to design robust structures protecting against ice impacts. Nevertheless, most of the constitutive models describing the behavior of ice under impact loadings are based on elasto-viscoplastic approaches with a scope limited to specific impact conditions. These models usually underestimate the role played by the ice dynamic tensile behavior, while the fragmentation properties of brittle-like materials have been shown to be strongly strain-rate and microstructure dependent. Moreover, the microstructure effect is systematically neglected in these models. These approximations are mostly due to a lack of knowledge about the parameters controlling the fragmentation mechanisms induced in ice. In a hailstone, the presence of pores in the microstructure is one of the most critical defect succeptible to initiate the fragmentation. Thus, this study aims to investigate the link between the ice porosity, induce damage mecanisms and the ice mechanical response to dynamic tensile loadings.To do so, highly instrumented spalling tests were conducted on isotropic polycrystalline ice samples with different levels of porosity. The spalling tests allowed to provide the first robust and reproducible set of data for the dynamic tensile strength of ice. Tensile strength and crack density are shown to increase with strain-rate unlike the results observed in the literature for quasi-static loadings. A tensile strength decreases with increasing porosity is also observed. We assumed that the critical stress level needed to trigger a crack from a porosity is a function of the porosity size in order to take into account this porosity effect.In parallel with the experimental tests, the Denoual-Forquin-Hild anisotropic damage model was used to predict the dynamic tensile behavior of ice. The density of critical defects (an input parameter) is determined from two different approaches. In the first one, the distribution of critical defects is considered to be a power law of the applied tensile stress, by applying the so-called Weibull model on bending test results. The second approach is based on extracting from micro-computed X-rays analysis the true porosity size distributions of ice samples. The theory of the linear elastic fracture mechanics is used as a failure criterion to convert the porosity size into a critical stress of activation. The solutions of both approaches are detailed and compared with the experimental results. Numerical simulations of spalling tests are also conducted using the Denoual-Forquin-Hild model. We observe a more precise prediction on a larger strain-rate interval when the critical defect density considered is based on the true pore size distribution extracted from tomography rather than the statistical distribution provided by the Weibull model. The results of the numerical simulations are in excellent agreement with the experimental observations, thus corroborating the main effect of the pore populations on the fragmentation initiation in porous ice. These results highlight the need to consider both the ice microstructure (and especially the porosity) and its dynamic tensile behavior as essential factors to model the behavior of hailstones and properly predict their damage effect on structures upon impact

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

37

Kammarti, Ryan. "APPROCHES EVOLUTIONNISTES POUR LA RESOLUTION DU 1-PDPTW STATIQUE ET DYNAMIQUE." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00143782.

Full text

Abstract:

De nos jours, le transport de marchandise occupe une place importante dans la vie économique des sociétés modernes. Le problème de collecte et de distribution avec fenêtres de temps à un seul véhicule est un des problèmes les plus rencontrés. Ayant un ensemble de demandes à satisfaire, le véhicule doit transporter des biens de fournisseurs à leurs clients respectifs en respectant les fenêtres de temps et sa capacité. Dans ce travail, nous présentons un état de l'art du 1-PDPTW et nous proposons plusieurs approches évolutionnistes pour traiter ses deux cas : statique et dynamique. Nos approches utilisent principalement des algorithmes évolutionnistes basés sur l'utilisation d'opérateurs génétiques spéciaux conçus dans le but d'améliorer la qualité des solutions et de diminuer le temps de calcul. Elles sont aussi basées sur la Pareto optimalité pour fournir un ensemble de solutions viables. Quelques unes de nos approches utilisent des bornes inférieures de distance et de retard dans le but d'évaluer les résultats obtenus. Une recherche Tabou, constituant un étage d'hybridation, peut être appliquée pour l'amélioration des solutions obtenues par les algorithmes évolutionnistes. Enfin nous présentons quelques simulations et résultats élaborés à partir de benchmarks spécialement conçus pour le 1-PDPTW ainsi que d'autres provenant de la littérature.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

38

Gunasilan, Manar. "Crack arrest capability of aluminium alloys under dynamic loading." Thesis, Toulouse, ISAE, 2018. http://www.theses.fr/2018ESAE0027/document.

Full text

Abstract:

Les structures aéronautiques peuvent être soumises à des sollicitations sévères telles que les collisions, les impacts de volatiles, etc … Sous l’effet de ces sollicitations rapides, qui du fait de leurs temps caractéristiques très courts limitent les transferts thermiques, le matériau peut dissiper l’énergie dans des zones de déformation localisée qui peuvent conduire à une ruine prématurée de la structure. Le travail de la thèse porte sur la définition d’une méthodologie expérimentale destinée à étudier les conditions de rupture de matériaux à haute résistance à vocation aéronautique consécutives à un endommagement dynamique. Ce travail comprend : •la mise au point d’essais rapides de cisaillement ; •des observations microstructurales des matériaux avant et après sollicitation ; •la simulation numérique des essais
Aeronautical structures may be submitted to severe loading such as collisions, bird strike, etc. Under dynamic loading, involving quasi adiabatic conditions, the material may dissipate energy within zones of localised deformation wich may lead to the premature failure of the structure. The PhD work aims at defining an experimental methodology devoted to study the conditions of fracture of aeronautical, high strength materials intervening after dynamic damage. Tasks include notably: * definition of dynamic shear tests * microstructural observation of the material before and after loading * numerical simulation * Development of fracture criterion

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

39

Payeur, Jean-Baptiste. "Modélisation du comportement d'un remblai en sol renforcé sous chargement ferroviaire de type TGV." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PESC1104/document.

Full text

Abstract:

Cette thèse étudie le comportement de remblais en sol renforcé lors du passage de trains par simulation numérique. Il s'agit de déterminer si les trains à grande vitesse ont un impact particulier sur ce type d'ouvrage. Après un état de l'art des remblais en sol renforcé et de la modélisation numérique de problèmes ferroviaires, les résultats du chargement harmonique d'un remblai expérimental en Terre Armée sont analysés. Ils montrent que les valeurs des tractions dans les armatures, des contraintes et déplacements dans le massif dépendent de la fréquence de la sollicitation, c'est-à-dire de la vitesse de passage du train. On construit un modèle 3D aux éléments finis pour reproduire cette expérience. Il permet de retrouver les valeurs expérimentales avec une bonne précision, en mettant en avant l'importance du choix des lois de comportement du sol, du parement et des armatures. Ce modèle avec ses paramètres est alors utilisé pour discuter du comportement local de l'interface armature/remblai au cours d'un chargement harmonique en régime établi. Le confinement varie beaucoup le long des armatures supérieures au cours du chargement dynamique, tandis que les tractions sont peu affectées par le chargement dynamique. Cependant, malgré ces variations au cours du temps, la stabilité de l'interface reste peu affectée par rapport au cas d'un chargement statique. Un second modèle a été développé pour représenter un remblai de taille plus importante, en utilisant la modélisation multiphasique et en utilisant un repère mobile pour prendre en compte le déplacement du train. Les aspects théoriques et l'implémentation de ce modèle dans le code CESAR-LCPC sont détaillés. On l'utilise pour effectuer une étude tri-dimensionnelle d'un remblai renforcé. Elle met en évidence la faible influence de la vitesse de la charge sur la réponse de l'ouvrage, dans le cas d'un remblai rigide ayant des caractéristiques tirées du remblai expérimental. Dans le cas d'un remblai moins rigide, la vitesse d'un TGV peut s'approcher de la vitesse des ondes de cisaillement dans le massif avec des conséquences significatives au sein de la structure. Finalement, les valeurs expérimentales et les deux modèles numériques développés présentent les mêmes tendances : l'effet dynamique du passage du train a pour conséquence une augmentation des déplacements et une variation du confinement des armatures, tandis que les niveaux de traction sont peu affectés par la charge, ce qui nous incite à conclure que la vitesse du train n'est pas significativement pénalisante sur la stabilité des remblais pour les paramètres issus de l'analyse du remblai expérimental. Toutefois, ces résultats dépendent fortement de la géométrie de la structure, de la façon de modéliser le train, des lois de comportement et des valeurs des paramètres retenus pour le sol, le parement et l'interface sol/armature
This study focuses on the numerical modeling of the Mechanically Stabilized Earth (MSE) walls behavior under High Speed Train (HST) loading. First, the state of the art in reinforced earth as well as in railway dynamics modeling is analyzed. Then we present results coming from the testing of a one-scale reinforced embankment submitted to harmonic loading. They indicate that tensile forces in reinforcements, stresses and displacements depend on loading frequency which is related to train speed. One proposes a 3D Finite Element Model (FEM) in order to numerically reproduce this experimentation. The numerical results fit reasonably well with the experimental ones, highlighting the great importance of the choice of the constitutive law for the soil, reinforcement and facing. The same model is used to locally investigate the soil/reinforcement interface behaviour during a harmonic loading in steady-state. The confining pressure presents significant variations along the reinforcement strip during the dynamic loading while tensile forces are less affected by the load. Nevertheless, the global interface stability remains acceptable compared to a static load. A second numerical model is proposed, which represents a bigger embankment. The multiphase model is used to represent the reinforced soil and moving coordinates are used to take into account the moving train. Theoretical developments of this model and its implementation into CESAR-LCPC FEM code are detailed. The results indicate that the train speed does not play a big role in the overall response of the structure, in the case of a stiff reinforcement comparable to the experimental one. If the embankment is weaker, the HST speed may be close to shear waves speed within the soil, which has significant consequences into the structure, particularly on the stability of the soil/reinforcement interface. Globally the experimental results and those coming from both numerical models present the same trends: the dynamic effect coming from the train passing leads to the in-crease of displacements and confining pressure close to the highest strips, while tensile forces are less affected by the load. This leads us to the conclusion that the train speed does not have a significant effect on the stability of MSE walls, at least for embankments having similar parameters than the experimental one. However these results strongly depend on the embankment geometry, the way to model the train and the parameters and constitutive laws chosen for the soil, the soil/reinforcement interface and the facing

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

40

Lopez-Caballero, Fernando. "Influence du comportement non linéaire du sol sur les mouvements sismiques induits dans des géo-structures." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2003. http://www.theses.fr/2003ECAP0926.

Full text

Abstract:

La première partie correspond à la modélisation du comportement des sols sous chargement monotone et cyclique. Nous utilisons un modèle de comportement élastoplastique pour modéliser la réponse des sols sur différents chemins de charge. Une stratégie de détermination des paramètres du modèle à partir des corrélations existantes pour le comportement des sables et des argiles est donnée. La seconde partie est dédiée à l'estimation des déplacements induits lors des séismes dans des pentes infinies et des murs de soutènement. Pour les pentes, un modèle du bloc rigide enrichi au niveau du modèle de comportement de l'interface est utilisé. Les réponses obtenues sont comparées à celles d'un modèle du milieu déformable en éléments finis, permettant ainsi de définir un domaine d'application des méthodes simplifiées pour l'analyse des pentes infinies. Pour les murs de soutènement, leur réponse est étudiée lorsqu'ils sont fondés sur une base déformable.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

41

Krumenacker, Laurent. "Contribution à la prévision de l'érosion de cavitation à partir de simulations numériques : proposition d'un modèle à deux échelles pour l'estimation du chargement imposé en paroi par le fluide." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENI006/document.

Full text

Abstract:

Lors du fonctionnement d'une installation hydraulique, l'apparition de zone de cavitation dans l'écoulement peut entraîner un endommagement important sur la surface des matériaux. La quantification de l'intensité de cavitation sur les composants hydrauliques serait utile à la fois pour mieux concevoir les nouveaux équipements en projet, mais aussi pour améliorer la conduite et optimiser la maintenance des matériels existants. Au vu du grand nombre de paramètres régissant les écoulements cavitants, l'élaboration de lois de similitudes universelles à partir d'expériences est délicate. Avec l'augmentation des moyens de calculs, la simulation numérique est un outil pour étudier ce phénomène sur des géométries variées. La principale difficulté de cette démarche réside dans la différence d'échelles existant entre les simulations numériques U-RANS servant à simuler l'écoulement cavitant et les mécanismes d'implosion de bulles jugés responsables de l'endommagement sur le solide. La méthode proposée dans ce manuscrit s'appuie sur un post-traitement des simulations U-RANS afin de caractériser une distribution de bulles et de simuler leurs comportements à de plus petites échelles spatiales et temporelles. Dans un premier temps, notre travail consiste à expliciter les équations locales de conservation de masse, de quantité de mouvement et d'énergie pour un écoulement liquide/gaz comprenant deux espèces eau/air. Ce travail mène à l'élaboration de grandeurs de mélange prenant notamment en compte la présence de gaz incondensables au sein du fluide. Des hypothèses permettent de rendre ce système équivalent à ceux, utilisant une approche homogène, implémentés dans les codes de simulations d'écoulements cavitants instationnaires développés précédemment au laboratoire. La caractérisation des populations de bulles effectuée par le post-traitement prend ainsi en considération à la fois la tension superficielle et la présence de gaz incondensables. Dans un deuxième temps, l'élaboration d'un code de calcul permettant la simulation de la dynamique d'un nuage de bulles est débutée. Ce dernier a pour ambition de tenir compte à la fois des interactions entre les bulles et des déformations non sphériques que celles-ci peuvent subir à l'aide d'une méthode potentielle. Des premiers résultats de simulations sont présentés dans ce manuscrit et permettent de tenir compte de faibles déformations des bulles. La dernière étape de ce travail consiste à proposer une méthode de chaînage entre ces deux échelles en initialisant le calcul de dynamique de bulles à l'aide des résultats du calcul U-RANS. L'énergie émise lors de l'implosion des bulles et impactant la surface solide est ainsi calculée, caractérisant de ce fait le chargement imposé par l'écoulement sur le matériau. Cette méthode est par la suite appliquée sur différentes géométries en comparant à chaque fois les résultats obtenus à des expériences. Nous comparons également nos résultats à des méthodes précédemment établies au sein du laboratoire afin d'évaluer la pertinence de cette approche
During the life's cycle of a hydraulic installation, the occurrence of cavitation can cause significant damages on the material's surface. The quantification of the cavitation intensity in different geometry can be useful to get better designs for new installations, but also to improve the operating and to optimize maintenance of existing equipments. The development of universal laws of similarity from experiments is difficult due to the large number of parameters governing cavitating flows. With the increase of computational performance, numerical simulations offer the opportunity to study this phenomenon in various geometries. The main difficulty of this approach is the scale's difference existing between the numerical simulations U-RANS used to calculate the cavitating flow and mechanisms of bubble's collapse held responsible for damages on the solid. The proposed method in this thesis is based on a textbf{post-treatment} of the textbf{U-RANS} simulations to characterize a distribution of bubbles and to simulate their behavior at lower spatial and temporal scales. Our first objective is to make explicit a system of equations corresponding to phenomena occurring locally in the two-phase flow. This work leads to the development of mixture variables taking into account the presence of non-condensable gases in the fluid. Assumptions are taken to make the system, after using the Reynolds averaging procedure, equivalent to those, using a homogeneous approach, implemented in the unsteady cavitating flows solvers previously developed in the laboratory. The characterization of bubbles made by this post-treatment takes into account both the surface tension and the presence of non-condensable gases. The development of a solver for the simulation of the dynamic of a bubble cloud is started. It aims to take into account both the interactions between bubbles and non-spherical deformations with a potential method. First results of these simulations are presented and small non-spherical deformations occurring during the collapse can be observed. Finally, we propose a chained method between these two systems initializing the bubble dynamic solver with results of U-RANS simulations. The energy emitted during the implosion of bubbles impacting the solid surface is calculated. So the aggressiveness of the flow on the material can be characterized. We apply this method on different flows to compare numerical and experimental results

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

42

Caraman, Nicolas. "Expérimentation modèle en écoulement gaz-solide co-courant confiné : application de la modélisation eulérienne à l'analyse de l'influence du chargement en situation monodispersée ou polydispersée." Toulouse, INPT, 2003. http://www.theses.fr/2003INPT006H.

Full text

Abstract:

L'étude expérimentale présentée concerne un écoulement diphasique gaz-solide co-courant confiné. Le banc d'essai Hercule est un modèle simplifié de brûleur à charbon pulvérisé et a pour but la mesure fine de vitesses, turbulence et tailles de particules. Les modèles Eulériens sont utilisés pour analyser l'influence du chargement et de la granulométrie. Des distributions de tailles polydisperse, monodisperse et bidisperse sont étudiées. L'accent est porté sur l'effet des collisions sur le mouvement des particules dans l'écoulement global et dans le tube d'injection. Ce dernier fournit les conditions limites de notre expérience et permet d'étudier un écoulement de référence en liaison avec la littérature.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

43

Bui, Tan Trung. "Etude expérimentale et numérique du comportement des voiles en maçonnerie soumis à un chargement hors plan." Phd thesis, INSA de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00963611.

Full text

Abstract:

Cette contribution, en s'appuyant sur expérimentation et modélisation numérique, vise à une meilleure compréhension du comportement de structures en maçonnerie. Nous traitons tout d'abord le cas des murs soumis à un chargement hors plan de type pression uniforme. Les applications en ingénierie sont multiples, par exemple le cas de la maison individuelle construite en montagne en zone bleu, zone où les structures sont susceptibles de subir un impact de type avalanche de neige ; ou encore le cas de la maçonnerie soumise à une pression latérale induite par une charge accidentelle telle qu'une explosion dans une zone Seveso ou plus généralement en ville suite à l'explosion d'une conduite de gaz. Notre étude se confine au cas quasi-statique, l'objet étant une meilleure compréhension du comportement d'un mur en maçonnerie soumis à pression latérale uniforme. Nous avons aussi testé différentes configurations de renforcement par matériau composite. Puis nous évaluons pas à pas, les possibilités de la modélisation via la méthode des éléments discrets (DEM). Des essais judicieusement choisis, maçonnerie à joint sec ou mortier, nous permettent d'en évaluer les pertinences et les limites. Nous abordons ensuite sur maquettes, les essais sous charge ponctuelle hors plan en quasi-statique et le cas de l'impact en dynamique, puis nous traitons des essais vibratoires et des sollicitations dynamiques harmoniques. La modélisation DEM est aussi évaluée dans certains cas tels que les vibrations et les sollicitations modales, voir l'application d'une sollicitation sismique unidirectionnelle. L'étude des sollicitations dynamiques est limitée à la vibration et l'impact, plus facile à gérer en laboratoire que les essais dynamiques de " type souffle ", non ici abordés mais que nous mettons en perspective

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

44

Lion, Nicolas. "Caractérisation mécanique de la glace aéronautique sous chargement rapide et développement d'une loi de comportement pour simuler des impacts de glace." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI028.

Full text

Abstract:

Afin de garantir la sécurité des voyageurs et des appareils, de nombreuses études ont été financées ces dernières années par l'industrie aérospatiale et aéronautique en vue de caractériser expérimentalement puis de simuler numériquement l'ingestion par les moteurs d'avion de projectiles en tout genre. La glace est un exemple de projectiles susceptibles d'impacter les moteurs d'avion pendant leur fonctionnement. Notre travail s'inscrit directement dans ce cadre de recherche avec l'objectif de caractériser expérimentale la glace aéronautique à haute vitesse et de développer un modèle qui permettra de simuler des impacts de glace sur une structure. Une synthèse des divers travaux et recherches existants sur le matériau glace permet de faire le point sur les connaissances actuelles du matériau glace et d'en pointer les faiblesses, notamment l'absence de données expérimentales sur les glace aéronautique. Les protocoles de fabrication de différent types de glace, le protocole d'usinage des échantillons, la méthode de transport, des banc d'essais sur presse électromécanique et sur barres d'Hopkinsons ont été développé. Ils permettent de mieux cerner les mécanismes du comportement de la glace à hautes vitesses de déformation (en mettent en évidence le rôle de la microstructure, le rôle de la température et l'influence de la vitesse de déformation). La dernière partie détaille un modèle de comportement et de rupture général applicable aux matériaux fragiles et plus particulièrement à la glace sous impact. Il s'agit d'une loi de comportement élasto-endommagebale avec endommagement de type Mazars, associé aux modifications de Chuzel pour son utilisation en dynamique rapide. La méthode d'identification des paramètres de la loi à partir des essais est également présentée. L'implémentation de la loi dans le code commercial LS-Dyna est validée sur des cas simples avant que les résultats numériques ne soient confrontés aux résultats expérimentaux. Cette comparaison a mis en lumière un défaut inhérent au modèle d'endommagement de type Mazars une correction du modèle est donc proposée
In order to guarantee the safety of passengers and aircrafts, numerous studies have been financed in recent years by the aerospace and aeronautics industry in order to characterize experimentally and then numerically simulate the ingestion by the aircraft engines of projectiles. Ice is an example of projectile that can impact aircraft engines during the fly. In this research framework, our work objectives are the high-speed experimental characterization of aeronautical ice and the developpement of a model that will simulate ice impacts on a structure. A synthesis of the various existing research and work on ice makes possible to take stock of the current knowledge of the ice material and to point out its weaknesses, in particular the lack of experimental data on aeronautical ice. Production protocols for different types of ice, sample processing protocol, transport method, electromechanical press test bench and split Hopkinson bars were developed. They make it possible to better understand the behavior of ice at high deformation velocities (influence of microstructure, influence of temperature and influence of deformation velocity). The last part details a model of behavior and general rupture applicable to fragile materials and more particularly to the ice under impact. It is a law of behavior elasto-damagebale with Mazars damage type, associated with modifications of Chuzel for its use in fast dynamics. The method of identifying the parameters of the law from the tests is also presented. The implementation of the law in the commercial code LS-Dyna is validated on simple cases before the numerical results are compared to the experimental results. This comparison has highlighted a defect inherent in the Mazars model of damage. A correction of the model is therefore proposed

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

45

Khalil, Louay. "Influence de l’interaction sol-structure sur le comportement sismique des bâtiments : analyse dans les domaines linéaire et non linéaire." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10078/document.

Full text

Abstract:

Le présent travail comporte une analyse de l’influence de l’interaction sol-fondation-structure sur le comportement sismique des structures de type bâtiment. L’étude est réalisée en utilisant une modélisation tridimensionnelle par différences finies intégrant dans la même analyse les différentes composantes du système, à savoir le sol, la fondation et la structure. Le travail est présenté en trois chapitres.Le premier chapitre comporte une étude de l’influence de l’interaction sol-fondation-structure sur la fréquence fondamentale des structures de type bâtiment. Le sol et la fondation sont modélisés à l’aide des éléments ressorts. L’analyse montre que l’interaction sol-structure peut réduire d’une manière très importante la première fréquence des structures de type bâtiment. Un abaque est proposé pour une prise en compte aisée de cette interaction dans l’évaluation de la première fréquence des bâtiments.Dans le second chapitre, on présente une étude tridimensionnelle de l’interaction sol-structure. Le comportement du sol est supposé élastique. L’analyse montre que la réponse de la structure dépend sensiblement de l’interaction complexe entre le sol et la structure, qui fait intervenir plusieurs paramètres, notamment le contenu fréquentiel du chargement, les fréquences propres du massif du sol et de la structure. Elle montre également que le comportement non linéaire du sol rend l’analyse plus complexe à cause de l’apparition de multiples fréquences dans le massif de sol. Le troisième chapitre est consacré à l’étude de l’influence du comportement non linaire du sol et de la structure sur l’interaction sol-fondation-structure. Cette étude montre que la plasticité du sol et des éléments de la structure peut avoir une forte influence sur la réponse sismique de la structure
The thesis concerns analysis of the influence of the soil-foundation-structure interaction on the seismic on the seismic response of buildings. The study is carried out using the finite differences method of the system soil, foundation and structure.The thesis is composed of three parts.The first one concerns analysis of the influence of the soil-foundation-structure interaction on the fundamental frequency of building. The soil-foundation system is modeled using translational and rotational discrete springs. Analyses conducted for various soil and structure conditions showed that the building fundamental frequency depends on the soil-structure relative rigidity (Kss). A chart is proposed for an ease consideration of the influence of the SSI in the determination of the fundamental frequency of buildings.The second part deals with the analysis of the soil-foundation-structure interaction in the elastic domain. It shows that the response of the structure depends on the complex interaction between the soil and the structure. It also shows that the elastic nonlinear behavior of soil makes induces additional difficulties because of the apparition of multiple frequencies in the soil. The third chapter analyses the influence of the soil and structure nonlinearities on the seismic response of the system soil-foundation-structure. This study shows the plasticity of the soil and structural elements have a significant influence on the seismic response of the structure

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

46

Malfait, Benjamin. "Confinement de matériaux thérapeutiques à l'échelle nanométrique : apport du chargement à l'état solide à la compréhension des mécanismes de stabilisation des états physiques confinés et aux applications pharmaceutiques." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R051.

Full text

Abstract:

Lors du processus d’élaboration d'un médicament, les scientifiques sont confrontés à l’optimisation de la biodisponibilité du principe actif (PA), de la stabilité de son état physique, et de son profil de libération. Les matrices mésoporeuses à bases de silice (MPSs) sont reconnues être des systèmes à libération contrôlée prometteurs dans la mesure où ils permettent la stabilisation de l’état amorphe par confinement des PAs à l’échelle nanométrique, la fonctionnalisation de la surface des canaux permettant de modifier leur profil de libération. Cependant, les méthodes de chargement existantes constituent un verrou technologique important pour une application dans le domaine pharmaceutique, incompatible avec l’utilisation de solvants toxiques (chargement par imprégnation) ou avec des traitements thermiques pouvant dégrader certaines liaisons chimiques (chargement par fusion). Nous avons développé dans le cadre de cette thèse une nouvelle méthode de chargement des PAs dans les MPSs par co-broyage. Les conditions de chargement (temps de broyage, taux de chargement) ont été optimisées sur plusieurs molécules organiques. Cette méthode de chargement a permis d’explorer de nouveaux états physiques confinés (nano-micro cristallins, amorphes) inaccessibles par d’autres méthodes de chargement, ainsi que leur transformation, en utilisant des méthodes spectroscopiques innovantes. Cette méthode de chargement a également permis d’analyser l’influence de plusieurs paramètres (taille de pores, taux de chargement) sur l’état physique confiné et sa stabilité. Le croisement de différents types d’analyses sur plusieurs PAs confinés a permis de décrire la distribution du degré de cristallinité au sein des pores et l’influence de l’effet de surface sur cette répartition plus ou moins homogène des différents types d’organisations moléculaires. Le contrôle du taux de chargement a permis de mettre en évidence une relation étroite entre effets de surface et de taille finie sur la dynamique moléculaire sondée par spectroscopie de relaxation diélectrique. Des premières analyses de libération ont montré l’intérêt de pouvoir sélectionner la nature de l’état physique confiné sur le contrôle du profil de libération. Ces analyses ont permis de corroborer les modèles de distribution de la matière plus ou moins cristallisée au sein des pores. Ce travail constitue une première étape importante dans l’élaboration de systèmes à libération intelligents
During the drug development process, scientists focus on the optimization of bioavailability of the active pharmaceutical ingredient (API), its physical stability and release profile. Mesoporous silica-based matrices (MPSs) are recognized as promising drug delivery systems (DDSs), since APIs can be placed in long-term stable amorphous state by nano confinement. Additionally, modifying the chemical surface of pores directly impact the release profile of APIs. However, the existing loading methods are an important technological obstacle for applications in the pharmaceutical field not compatible with the use of toxic solvents (impregnation loading) or with heat treatments which can degrade certain chemical bonds (melting loading). A new method for loading APIs into MPSs by co-milling was successfully developed in the thesis. The loading conditions (milling time, loading degree) were optimized from analyzes of several organic molecules. Using this loading method made possible to explore new confined physical states (nano-micro crystalline, amorphous), inaccessible by other loading methods, as well as their transformation, using innovative spectroscopic methods. The influence of various parameters (pore size, loading degree) on the confined physical state and its stability was carefully analyzed. By combining various types of investigations performed on several confined APIs, the distribution of the crystallinity degree within pores and the influence of the surface on the molecular organization were described. The controlled loading degree revealed a close relationship between surface and finite size effects on the molecular dynamics probed by dielectric relaxation spectroscopy. First release experiments showed the contribution of the loading method by selecting the nature of the confined physical state to control the release profile. These analyses have confirmed the models describing the distribution of more or less organized matter within the pores. This work is an important first step in the development of intelligent DDSs

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

47

Girault, Gregory. "Réponse d'une plaque couplée à un liquide et soumise à une pression mobile. Aspects théoriques et expérimentaux en détonique." Phd thesis, Université d'Orléans, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00091961.

Full text

Abstract:

La thèse porte sur la réponse d'une plaque couplée à un liquide et soumise au champ de pression créé par une détonation aérienne. Celle-ci correspond au mode d'explosion le plus violent et se caractérise par la propagation d'une onde de choc qui génère sur la plaque un champ de pression mobile dont l'intensité et la vitesse de propagation sont élevées. L'objectif est d'étudier la réponse dynamique du système couplé pendant la durée de propagation de l'onde sur la plaque. Après avoir présenté le chargement de détonation, la mise en équation du problème est exposée. Celle-ci est adaptée au contexte de dynamique rapide imposé par la sollicitation extérieure. La flexion de la plaque est étudiée selon la théorie de Mindlin Reissner et prend en compte les non linéarités géométriques. Les non linéarités matérielles sont décrites par la loi de comportement élastoplastique de Prandtl-Reuss avec écrouissage isotrope. La dynamique du fluide est décrite par les équations d'Euler linéarisées. L'étude analytique permet d'obtenir des solutions au problème d'une bande infinie, reposant sur un domaine liquide non borné, soumise à un chargement mobile stationnaire. Les solutions stationnaires décrivent la réponse du système couplé au voisinage du front de chargement. La résolution numérique du problème réel d'une plaque couplée est obtenue à partir d'un schéma aux différences finies d'ordre 2 en temps et en espace. L'intégration temporelle des équations est obtenue par un schéma explicite. L'étude expérimentale présente le banc d'essai et des exemples de réponse de plaques en contact avec de l'eau, soumises à des détonations. Ces réponses sont comparées aux solutions numériques.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

48

Bonnet, Felix. "Déstabilisation gravitaire d'un matériau granulaire immergé." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767804.

Full text

Abstract:

La stabilité gravitaire des ouvrages hydrauliques (digues fluviales, barrage en remblai, ...) est un problème complexifié par la présence d'infiltration d'eau au sein même de l'ouvrage et de ses fondations. Le territoire national compte près de 10000 km de digues, d'où un enjeu important en terme de risque d'inondation. Les déstabilisations gravitaires observées sur les ouvrages hydrauliques se distinguent par leur brièveté et par leur faible emprise spatiale. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier spécifiquement ces instabilités brèves et de faible déplacement cumulé le long de la pente dans le cas de matériaux granulaires saturés. Dans un premier temps, une campagne expérimentale a été effectuée sur la base d'un protocole de chargement progressif dans lequel un échantillon de sol est lentement incliné jusqu'à obtenir une déstabilisation massive. Il en ressort une phénoménologie complexe composée d'un nombre de précurseurs d'avalanche dépendant de la fraction volumique de l'échantillon. Une forte influence de la fraction volumique du sol sur le seuil de stabilité est également mise en avant. Une deuxième campagne expérimentale basée sur un protocole d'effondrement contrôlé, à inclinaison imposée, a été menée dans le but d'amplifier la cinématique de déstabilisation observée en chargement progressif. Mis à part les échantillons les plus denses qui produisent de simples avalanches de surface, on observe dans les autres cas un ou plusieurs événements successifs, d'allure circulaire, mobilisant des profondeurs très importantes contrairement aux avalanches de surface.. Outre l'inclinaison, on voit bien que, là encore, la fraction volumique est un paramètre clé dans le contrôle de la cinématique de déstabilisation. Des essais préliminaires laissent cependant entendre que, au-delà de la fraction volumique, c'est la microstructure qui semble être le vrai paramètre de contrôle à travers notamment la forme des grains et leur enchevêtrement.

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

49

Rapti, Ioanna. "Numerical modeling of liquefaction-induced failure of geostructures subjected to earthquakes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLC025.

Full text

Abstract:

L'importance croissante de l'évaluation de la performance des structures soumis au chargement sismique souligne la nécessité d'estimer le risque de liquéfaction. Dans ce scénario extrême de la liquéfaction du sol, des conséquences dévastatrices sont observées, par exemple des tassements excessifs et des instabilités de pentes. Dans le cadre de cette thèse, la réponse dynamique et l'interaction d'un système ouvrage en terre-fondation sont étudiées, afin de déterminer quantitativement le mécanisme de ruine dû à la liquéfaction du sol de la fondation. Par ailleurs, les chargements sismiques peuvent induire dans les ouvrages en terre un mode de rupture générant des bandes de cisaillement. Une étude de sensibilité aux maillages a donc été engagée pour quantifier la dépendance des résultats de l'analyse dynamique. Par conséquent, l'utilisation d'une méthode de régularisation est évaluée au cours des analyses dynamiques. Le logiciel open-source Code_Aster, basé sur la méthode des Eléments Finis et développé par EDF R&D, est utilisé pour les simulations numériques, tandis que le comportement du sol est représenté par le modèle de comportement de l'ECP, développé à CentraleSupélec. En premier lieu, un modèle simplifié de propagation 1D des ondes SH dans une colonne de sol avec comportement hydromécanique couplé non linéaire a été simulé. L'effet des caractéristiques du signal sismique et de la perméabilité du sol sur la liquéfaction est évalué. Le signal sismique d'entrée est un élément important pour l'apparition de la liquéfaction, puisque la durée du choc principal peut conduire à de fortes non linéarités et à un état de liquéfaction étendu. En outre, quand une variation de perméabilité en fonction de l'état de liquéfaction est considérée, des changements significatifs sont observés pendant la phase de dissipation de la surpression interstitielle de l'eau et au comportement du matériau. En revanche, ces changements ne suivent pas une tendance unique. Puis, l'effet d'une méthode de régularisation avec cinématique enrichie, appelée premier gradient de dilatation, sur la propagation des ondes SH est étudié au travers d'une solution analytique. Des problèmes à la réponse dynamique du sol sont observés et discutés quand cette méthode de régularisation est appliquée. Ensuite, un modèle 2D d'un déblai est simulé et sa réponse dynamique est évaluée en conditions sèches, complètement drainées et hydromécanique couplées. Deux critères sont utilisés pour définir le début de la rupture de la structure. Le travail du second ordre est utilisé pour décrire l'instabilité locale à des instants spécifiques du mouvement sismique, tandis que l'estimation d'un facteur de sécurité locale est proposée prenant en compte la résistance résiduelle du sol. En ce qui concerne le mode de ruine, l'effet de la surpression interstitielle de l'eau est de grande importance, puisqu'un déblai stable en conditions sèches et complètement drainées, devient instable lors de l'analyse couplée à cause de la liquéfaction de la fondation. Enfin, un système digue-fondation est simulé et l'influence de la perméabilité du sol, la profondeur de la couche liquéfiable, ainsi que, les caractéristiques du séisme sur la ruine induite par la liquéfaction du sol est évaluée. Pour ce modèle de digue, le niveau de dommages est fortement lié à la fois à l'apparition de la liquéfaction dans la fondation et la dissipation de la surpression d'eau. Une surface d'effondrement circulaire est générée à l'intérieur de la couche du sol liquéfié et se propage vers la crête dans les deux côtés de la digue. Pourtant, lorsque la couche liquéfiée est située en profondeur, la digue n'est pas affectée par la liquéfaction de la fondation pour ce cas particulier de chargement. Ce travail de recherche se concentre sur une étude de cas de référence pour l'évaluation sismique des ouvrages en terre soumis à un séisme et fournit des méthodes et outils de calculs numériques performants accessibles aux ingénieurs
The increasing importance of performance-based earthquake engineering analysis points out the necessity to assess quantitatively the risk of liquefaction. In this extreme scenario of soil liquefaction, devastating consequences are observed, e.g. excessive settlements, lateral spreading and slope instability. The present PhD thesis discusses the global dynamic response and interaction of an earth structure-foundation system, so as to determine quantitatively the collapse mechanism due to foundation’s soil liquefaction. As shear band generation is a potential earthquake-induced failure mode in such structures, the FE mesh dependency of results of dynamic analyses is thoroughly investigated and an existing regularization method is evaluated. The open-source FE software developed by EDF R&D, called Code_Aster is used for the numerical simulations, while soil behavior is represented by the ECP constitutive model, developed at CentraleSupélec. Starting from a simplified model of 1D SH wave propagation in a soil column with coupled hydromechanical nonlinear behavior, the effect of seismic hazard and soil’s permeability on liquefaction is assessed. Input ground motion is a key component for soil liquefaction apparition, as long duration of mainshock can lead to important nonlinearity and extended soil liquefaction. Moreover, when a variation of permeability as function of liquefaction state is considered, changes in the dissipation phase of excess pore water pressure and material behavior are observed, which do not follow a single trend. The effect of a regularization method with enhanced kinematics approach, called first gradient of dilation model, on 1D SH wave propagation is studied through an analytical solution. Deficiencies of the use of this regularization method are observed and discussed, e.g. spurious waves apparition in the soil’s seismic response. Next, a 2D embankment-type model is simulated and its dynamic response is evaluated in dry, fully drained and coupled hydromechanical conditions. Two criteria are used to define the onset of the structure’s collapse. The second order work is used to describe the local instability at specific instants of the ground motion, while the estimation of a local safety factor is proposed by calculating soil’s residual strength. Concerning the failure mode, the effect of excess pore water pressure is of great importance, as an otherwise stable structure-foundation system in dry and fully drained conditions becomes unstable during coupled analysis. Finally, a levee- foundation system is simulated and the influence of soil’s permeability, depth of the liquefiable layer, as well as, characteristics of input ground motion on the liquefaction-induced failure is evaluated. For the current levee model, its induced damage level (i.e. settlements and deformations) is strongly related to both liquefaction apparition and dissipation of excess pore water pressure on the foundation. A circular collapse surface is generated inside the liquefied region and extends towards the crest in both sides of the levee. Even so, when the liquefied layer is situated in depth, no effect on the levee response is found. This research work can be considered as a reference case study for seismic assessment of embankment-type structures subjected to earthquake and provides a high-performance computational framework accessible to engineers

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

50

Wang, Meng. "Dynamic fracture of solar grade single crystalline silicon wafers." Thesis, Lyon, 2019. http://www.theses.fr/2019LYSEI081.

Full text

Abstract:

La résistance mécanique du silicium cristallin a fait l’objet de plusieurs études notamment à l’état mono-cristallin c’est-à-dire à l’état quasiment pur et pour une microstructure modèle, et aussi pour ses nombreuses applications dans les systèmes photovoltaïques et les semi-conducteurs. Étant donné que la défaillance de ce matériau semi-conducteur augmente le coût de fabrication et diminue l’efficacité et le rendement des dispositifs en silicium, la durabilité de ce matériau est l’un des éléments clé. La propagation de fissures dans le silicium mono-cristallin est l’un des modes de ruine de ces composants. Ce sujet a été étudié durant des nombreuses années, cependant il n’est pas encore complètement compris en raison de la complexité du comportement de la rupture dynamique liée aux phénomènes à petite échelle. Par conséquent, la compréhension des mécanismes de rupture du silicium cristallin comme matériau modèle reste un sujet d’actualité, avec pour objectif in fine d’améliorer la fiabilité et la durabilité des systèmes à base de silicium. Dans ce travail, le comportement à la rupture dynamique de plaques minces (ndlr wafers) de silicium monocristallin de qualité solaire soumis à des charges écaniques a été étudié. Nous avons effectué les essais de rupture sur des tranches minces de silicium (001) en utilisant un appareil de flexion quatre lignes sous chargement quasi-statique. Le processus de rupture de wafers de silicium a été capturé à l’aide d’une caméra rapide puis étudié par analyse d’images. Nous avons étudié la surface de rupture post-mortem via un microscope numérique, un profilomètre à balayage laser ainsi qu’un microscope à force atomique. La source de défaillance de la tranche de silicium a été identifiée par analyse fractographique. En couplant la mesure de vitesse de fissure et l’analyse fractographique, nous déterminons le front de fissure pendant la propagation dynamique de la fissure, ce qui donne une forme qui dépend de la vitesse de propagation de la fissure. Nous révélons ainsi la source des phénomènes de déflexion du plan de clivage (110) - (111) lors de la propagation de fissures à grande vitesse sous l’effet d’un changement multiaxial lors du passage sous les rouleaux. En outre, conjointement avec les simulations par éléments finis, nous avons montré comment la dynamique du front de fissure est contrôlée par la ténacité dynamique qui dépend de l’orientation cristallographique. Enfin, par l’observation des lignes de Wallner sur la surface de fracture - marques qui sont générées par des perturbations linéaires des ondes élastiques au niveau du front de fissure, nous mettons en évidence la nucléation et les caractéristiques non linéaires de ces traces appelées ’front waves’ visibles sur les faciès de rupture des matériaux mono-cristallins lorsque la vitesse de propagation de la fissure se rapproche de la vitesse de Rayleigh
Crystalline silicon has attracted substantial attention for decades because of its large applications in solar cells and microelectromechanical systems. The high brittleness of silicon raises wide concerns since the failure of this semiconductor material increases the manufacturing cost and decreases the efficiency of the utilization of Si-based devices. Crack propagation of crystalline silicon is the main cause of catastrophic failure of silicon components. It has been intensively studied but is not fully understood yet due to intricate dynamic fracture behavior linked to small-scale phenomena. Therefore, the development of feasible methods to study the dynamic fracture, as well as the deeper understanding of fracture mechanism of crystalline silicon, are of paramount importance to improve the reliability and durability of Si-based systems for both industrial and scientific practitioners. In this work, dynamic fracture behavior of solar-grade single crystalline silicon wafers under mechanical loads was studied. We carried out fracture experiments on (001) silicon wafers using three-line or four-line bending apparatus under quasi-static loading. The entire fracture process was captured using a high-speed camera and was analyzed by the high-speed imaging technique. We studied the post-mortem fracture surface using a digital microscope, a laser scanning profilometer, as well as an atomic force microscope. The failure source of the silicon wafer was identified using fractographic analysis. Coupling the crack velocity measurement and fractographic analysis, we determined the crack front during dynamic crack propagation, which exhibits a velocity-dependent shape. We revealed the source of (110)-(111) cleavage plane deflection phenomena during high-speeding crack propagation under line-contact effects. Besides, jointly with the finite element simulations, we demonstrated how dynamics of the crack front is governed by the crystallographic direction-dependent dynamic fracture toughness. Finally, in comparison with the Wallner lines on the fracture surface, generated by linear perturbations of elastic waves on the crack front, we highlight the nucleation and strong nonlinear characteristics of out-of-plane corrugation waves, leaving specific markings that alter the surface roughness of asperity-free material

APA, Harvard, Vancouver, ISO, and other styles

Dissertations / Theses on the topic 'Dynamique de chargement'

Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles