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Dissertations / Theses on the topic 'Milieux continus'
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1
Alavi, Seyed Ehsan. "Homogénéisation de milieux architecturés périodiques et quasi-périodiques vers des milieux continus généralisés." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0305.
Full textAbstract:
Cette thèse vise à revisiter les schémas d'homogénéisation d'ordre supérieur vers des continuums d'ordre ou de gradient supérieurs, successivement pour les matériaux et composites architecturés périodiques et quasi-périodiques, en se basant sur des principes variationnels et une extension de la condition de macrohomogénéité de Hill. Les méthodes d'homogénéisation continue sont exposées dans la première partie pour les milieux micropolaires et micromorphes, suivies par une présentation de l’homogénéisation discrète, alternative de l’homogénéisation continue.Nous avons étendu ces développements théoriques à la situation des matériaux quasi-périodiques, de microstructure régulière, qui peut être transformée en une configuration périodique de référence. L'idée commune aux méthodes d'homogénéisation périodique proposées (de nature continue ou discrète) est de décomposer le déplacement microscopique en une partie homogène représentative de la cinématique du milieu continu effectif adopté, et une fluctuation évaluée à partir d'un principe variationnel. En substance, les développements théoriques permettent l'élaboration de continuums enrichis (milieux continus généralisés) de type micromorphe, et des variantes qui en découlent en utilisant des conditions de dégénérescence appropriées. Des applications numériques ont été réalisées pour des matériaux architecturés et des composites à renforts de type inclusion sujets à de tels effets d'ordre supérieur en raison de leur architecture interne. Sur le plan théorique, les développements réalisés remédient à de nombreuses limitations des schémas d'homogénéisation d'ordre supérieur existants.Dans la partie II, les propriétés mécaniques effectives classiques et d'ordre supérieur des matériaux architecturés ont été évaluées sur la base de schémas d'homogénéisation discrets. En suivant l'idée d'une approche phénoménologique, des modèles consistants de type couple de contraintes de réseaux de poutres répétitifs ont été élaborés. Des milieux de Cosserat enrichis ont été élaborés dans l'esprit de la micromécanique, en adoptant des modèles de poutre de Timoshenko à un niveau microscopique, et en appliquant une méthode de continualisation vers un milieu de substitution effectif de Cosserat. La méthode de continualisation proposée s'avère précise et efficace en termes de calcul par rapport aux schémas d'homogénéisation continus et aux simulations par éléments finis réalisés sur la microstructure initiale. Un résultat essentiel des analyses effectuées est la quantification des effets de bord.Le contexte théorique qui sous-tend l'homogénéisation asymptotique quasi-périodique dans le cadre de l'élasticité anisotrope linéarisée est abordé dans la troisième partie. Différentes méthodologies d'évaluation des propriétés effectives quasi-périodiques ont été élaborées, conduisant à l'émergence de milieux effectifs à gradient de déformation. Les transformations conformes définissent une classe spécifique de transformations géométriques permettant de concevoir des matériaux architecturés générant un gradient de porosité interne, ce qui en fait de bons candidats pour des biosubstituts en biomécanique osseuseThis thesis aims to revisit higher-order homogenization schemes towards higher-order or higher gradient continua, successively for periodic and quasi-periodic architected materials and composites, based on variational principles and an extension of Hill macrohomogeneity condition. Continuous homogenization methods are exposed in Part I for micropolar and micromorphic media, followed by an exposition of the alternative discrete homogenization method.We have extended these theoretical developments to the situation of quasi-periodic materials, which still have a regular microstructure. The common idea to the proposed periodic homogenization methods of continuous or discrete nature is to split the microscopic displacement into a homogeneous part representative of the kinematics of the adopted effective continuum and a fluctuation evaluated from a variational principle. In substance, the theoretical developments allow the elaboration of enriched continua (generalized continua) of micromorphic type and all sub continua obtained using suitable degeneration conditions. Numerical applications have been made for architected materials and inclusion-based composites prone to higher-order effects due to their inner architecture. On the theoretical framework, the performed developments remedy many existing limitations of existing higher-order homogenization schemes.In Part II, repetitive lattice materials' effective classical and higher-order mechanical properties have been evaluated based on discrete homogenization schemes. Following the idea of a phenomenological approach, consistent couple stress models of repetitive beam lattices have been elaborated. Enriched Cosserat media have been derived in the spirit of micromechanics, adopting Timoshenko beam models at a microlevel, and applying a continualization method towards a Cosserat effective substitution medium. The proposed continualization method proves to be accurate and computationally efficient compared to continuous homogenization schemes and fully resolved finite element simulations. One key outcome of the performed analyses is the quantification of edge effects in the response of lattice structures, relying on the surface formulation of the extended Hill macrohomogeneity condition.The theoretical background underlying quasi-periodic asymptotic homogenization in the framework of linearized anisotropic elasticity deserves the development of Part III. Different methodologies for evaluating the effective quasi-periodic properties have been elaborated, leading to the emergence of strain gradient effective media. Conformal transformations define a specific class of geometrical mappings, allowing for designing compatible architected materials with inner porosity gradient, making them suitable bone biomechanics candidates
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Cubisol, Gouin Françoise. "Contribution à une étude thermomécanique des milieux continus." Aix-Marseille 3, 1987. http://www.theses.fr/1987AIX30080.
Full text
3
Cubisol, Françoise. "Contribution à une étude thermomécanique des milieux continus." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376055468.
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4
Elyoussoufi, Tamaa Lai͏̈la. "Contact unilatéral avec frottement sec en milieux continus discrétisés." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20103.
Full textAbstract:
On presente une contribution a l'etude des phenomenes de contact unilateral et de frottement sec, et ceci pour des milieux continus discretises en elements finis. Elle porte sur les deux problemes suivants: d'une part, la comparaison de deux approximations des reactions de contact, une part des forces concentrees aux nuds, et l'autre par des forces constantes par morceaux. Cette comparaison a lieu en utilisant conjointement deux types d'elements finis, t3 et t6. Il en ressort qu'il n'est pas toujours justifiable de concentrer les reactions aux nuds mais bien que les resultats ne soient pas toujours theoriquement comparables, les diverses approximations calculees numeriquement sur des exemples sont tres voisines. D'autre part, l'etude des phenomenes survenant lors du contact d'une plaque elastique mince avec un obstacle rigide. Dans un premier modele, on neglige l'effet de l'epaisseur sur la cinematique a la surface de la plaque. Dans un deuxieme modele, on prend en compte cet effet. On montre que le second modele decrit mieux le contact et le frottement en faisant apparaitre le phenomene de prehension
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Fressengeas, Claude. "Analyse de la stabilité des milieux élastiques et méthodes numériques." Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1974/Fressengeas.Claude.SMZ7405.pdf.
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6
Bugel, Mathilde. "Couplage entre la dynamique moléculaire et la mécanique des milieux continus." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13849/document.
Full textAbstract:
A l'échelle macroscopique, la mécanique des milieux continus (MMC) rencontre parfois des difficultés à représenter correctement le comportement d'un système physique, du fait d'une modélisation insuffisante des phénomènes. Ces faiblesses sont particulièrement marquées dans les systèmes où les interfaces, qui font apparaître des échelles d'espace très différentes, jouent un rôle prépondérant : microfluidique, écoulements polyphasiques etc.. Or, dans de nombreux domaines, et notamment dans le milieu pétrolier, les modèles macroscopiques existants semblent insuffisants pour pouvoir traiter correctement les cas proposés. Par ailleurs, la méconnaissance des paramètres d’entrée d'une simulation macroscopique tels que les propriétés de transport, introduit parfois une mauvaise représentation de l’ensemble des processus diffusifs. La simulation à l'échelle microscopique, en l'occurrence la dynamique moléculaire classique (DM), peut pallier certains problèmes rencontrés par les approches macroscopiques, en permettant de mieux appréhender les divers processus physiques, notamment aux interfaces. Elle permet également de suppléer l’expérimentation, en permettant de calculer pour un fluide modèle les propriétés physiques du mélange étudié. Ainsi, à partir des ces données générées, il est possible de construire des corrélations palliant aux différents manques. Néanmoins, de par son caractère microscopique, cette approche ne permet de simuler que des échelles sub-micrométriques qui sont bien éloignées de la taille indispensable à la plupart des cas réalistes, qu’ils soient académiques ou industriels. En couplant les deux démarches, macroscopique et microscopique, de manière directe ou indirecte, il est donc envisageable d’accéder à des informations que l’une ou l’autre des ces approches ne peut fournir seuleHybrid atomistic-continuum methods allow the simulation of complex flows, depending on the intimate connection of many spatiotemporal scales : from the nanoscale to the microscale and beyond. By limiting the molecular description within a small localized region, for example near fluid/fluid or fluid/solid interfaces (breakdown of the continuum), these methods are useful to study large systems for reasonable times. Besides, there is a wide variety of applications for such hybrid methods, ranging from the micro- or nano-scale devices, and other industrial processes such as wetting, droplet formation, and biomolecules near interfaces. In this work, we present one scheme for coupling the Navier-Stokes set of equations with Molecular Dynamics. Among the existing alternatives to couple these two approaches, we have chosen to implement a domain decomposition algorithm based on the alternating Schwarz method. In this method, the flow domain is decomposed into two overlapping regions : an atomistic region described by molecular dynamics and a continuum region described by a finite volume discretization of the incompressible Navier-Stokes equations. The fundamental assumption is that the atomistic and the continuum descriptions match in the overlapping region, where the exchange of information is performed. The information exchange, requires the imposition of velocity from one sub-domain in the form of boundary conditions (Dirichlet)/constraints on the solver of the other subdomain and vice versa. The spatial coupling as well as the temporal coupling of the two approaches has been investigated in this work. To show the feasibility of such a coupling, we have applied the multiscale method to a classical fluid mechanics problems
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Bosia, Stefano. "Sur certain problèmes multi-phase en mécanique des milieux continus." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00923691.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse affronte l'étude de divers problèmes surgissant de la mécanique du milieu continu. La première partie du manuscrit est dédiée à l'étude mathématique de certains modèles à interfaces diffuses qui décrivent la séparation de phase de mixtures binaires (par exemple, le grossissement de la taille des grains dans un alliage ou bien l'écoulement des fluides polymériques bistables). La seconde partie examine le fonctionnement de certains dispositifs électroniques, comme les jonctions p-n, sous l'effet de déformations mécaniques. La troisième partie présente un model pour la prédiction de la durée de vie pour des métaux polycristallins en régime de chargement cyclique. Un modèle typique de séparation de phase est le modèle H, qui est constitué d'une équation de Cahn-Hilliard convective couplée avec le système de Navier-Stokes par la force dite de Korteweg. On considère des variations de ce modèle qui tiennent compte, par exemple, d'une viscosité du fluide dépendante du cisaillement ou de constituants réagissant chimiquement entre eux. Tout d'abord, on étudie des questions de base comme l'existence, l'unicité et la régularité des solutions. Par la suite, on analyse le comportement asymptotique des systèmes dynamiques infini-dimensionnels générés par les systèmes étudiés. Plus précisément, on démontre l'existence d'attracteurs globaux, d'attracteurs exponentiels, d'attracteurs pullback et d'attracteurs de trajectoires pour les systèmes dynamique correspondants. On discute aussi la robustesse de ces ensembles invariants par rapport à des perturbations de certains paramètres du modèle. Nos résultats constituent une extension naturelle des propriétés connues pour le cas de l'écoulement d'un fluide simple qui représentent le cas de référence pour toute nouvelle technique proposée en littérature. Enfin, comme description plus précise des phénomènes de séparation de phase, on considère une équation de Cahn-Hilliard modélisant des interactions non-locales à travers un noyau singulier. En ce cas, des résultats d'existence et de régularité sont donnés. La seconde partie de cette thèse est dédiée à l'étude des effets de couplage entre les propriétés mécaniques et électroniques des semi-conducteurs. La modélisation des dispositifs électroniques choisie se base sur le modèle de diffusion et transport pour les électrons et les trous. Le dispositif est décrit comme un continu macroscopique standard avec, pour objectif, la compréhension des effets des déformations sur les propriétés électroniques du semi-conducteur et, en particulier, sur la caractéristique d'une jonction p-n. Ceci permet de proposer une formulation variationelle du système classique de diffusion et transport et de dériver un modèle thermodynamiquement consistent pour les effets électromécaniques couplés. Les déformations ont des effets en particulier sur les coefficients de mobilité et sur le terme de génération et recombinaison des porteurs. Deux solutions approximées sont étudiées : une développé à partir d'hypothèses physiques et l'autre qui comporte une expansion asymptotique. Ces résultats constituent une étape préalable pour la compréhension des dispositifs électroniques flexibles. La dernière partie de la thèse présente une application de la théorie des systèmes dynamiques à la prédiction de la durée de vie des métaux polycristallins sous chargement périodique pour grand nombre de cycle de chargement. Un nouveaux model est proposé et ses prévisions comparées avec les résultats connus dans la littérature.
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Futhazar, Grégory. "Ondes en milieux hétérogènes discrets et continus : propagation, diffusion, cloaking." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00988910.
Full textAbstract:
Dans la première partie, on s'intéresse à la multi-diffusion d'une onde acoustique avec une matrice homogène 2D contenant N inclusions. Dans le cas particulier de deux inclusions, on met alors en évidence l'importance du contraste matrice/inclusion dans les termes d'interactions entre inclusions. Le cas général de la multi-diffusion, pour distribution aléatoire de N inclusions, est ensuite développé dans l'esprit de Foldy-Lax basé sur des moyennes d'ensembles. Ainsi on cherche à déterminer le nombre d'onde effectif de l'onde effective, définie comme la moyenne du champ total, dans le cas d'une onde incidente émise par un point source. La deuxième partie est consacrée au cloaking actif dans une plaque. On détermine ainsi les amplitudes modales des sources multipolaires afin d'éteindre une onde plane ou émise par un point source, dans une région donnée. En outre, cette méthode peut s'appliquer pour éteindre l'onde diffractée par un défaut. Enfin dans la dernière partie, on se propose d'étudier la propagation d'onde au sein d'un milieu comportant des dislocations. On utilise la géométrie de Riemann-Cartan afin de modéliser ce milieu continu. Afin d'illustrer les différences que peuvent induire deux définitions possibles de la déformation (spatiale et matérielle), nous étudions la propagation d'ondes 3D dans l'exemple simple d'un milieu continu avec une densité uniforme et stationnaire de défauts. L'anisotropie et l'atténuation sont présentes dans les deux modèles mais sous forme différente. Enfin la déformation matérielle induit des modes de respiration et, en régime haute fréquence, des ondes transverses qui suivent l'escalier en spirale de Cartan.
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Andrieux, Florence. "Sur les milieux visco-hyperélastiques endommageables." Compiègne, 1996. http://www.theses.fr/1996COMPD895.
Full textAbstract:
Un modèle de comportement visco-hyperélastique endommageable décrivant une variation de volume induite par l'endommagement est proposé. La formulation est faite en transformation finie et utilise le cadre de la thermodynamique des processus irréversibles à variables internes tant pour traduire les effets visqueux (présents sur un domaine étendu en vitesses de déformation) que les effets d'endommagement (entraînant une dégradation progressive des propriétés mécaniques et des déformations permanentes). Le passage d'un milieu incompressible à un milieu qui devient compressible quand il s'endommage est étudié. Le modèle obtenu est susceptible d'être appliqué aux matériaux caoutchoutiques et plus particulièrement aux propergols solides. Le mémoire se scinde en deux grandes parties : la première introduit les bases expérimentales et théoriques ; la seconde propose des modèles de comportement adaptes aux phénoménologies envisagées.
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Buisson, Manuel Molinari A. "Sur les lois constitutives des matériaux thermoélastiques hétérogènes." Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1984/Buisson.Manuel.SMZ8403.pdf.
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Bassout-Lellich, Maarouf. "Sur la théorie des milieux viscoélastiques standards." Metz, 1986. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1986/Bassout_Lellich.Maarouf.SMZ8602.pdf.
Full textAbstract:
Illustration du formalisme de Nguyen et Halphen (1975) par de nouveaux exemples : comportement d'un matériau viscoélastique ou viscoplastique pour des essais de traction ou avec saut de vitesse. Description du fluide de Maxwell linéaire ou non en grandes déformations. Théorème d'existence et d'unicite des vitesses en deformation quasi-statique. Complements a la theorie de stabilite élastique dans le cadre des travaux de Weber (1972). Vérification de l'équivalence de deux conditions de stabilité de Hadamard
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Jeannet, Bernard. "Autour de l'usage de méthodes probabilistes en mécanique des milieux continus." Paris 13, 1992. http://www.theses.fr/1992PA132002.
Full textAbstract:
Une première partie concerne la mise en ouvre d'un modele de diffusion (de dimension 1) en physique statistique. Ce modèle etudie l'evolution du nombre de particules (du fluide etudie) d'énergie inférieure et est ramené au nombre total de particules. Est étudiée la thermodynamique de cette diffusion (état le plus probable, état moyen à l'équilibre, fonction de partition, énergie libre, points critiques). Une deuxième partie concerne plus particulièrement la mécanique des milieux continus. Interprétant l'équation macroscopique locale de continuité comme l'équation de Liouville d'une dynamique microscopique, est développé un algorithme de reconstruction du vecteur (,f), source d'information stochastique, fondamental dans cette discipline, comme en électromagnetisme. Sur la base de ce champ reconstruit, est développé un métasysteme, évoluant selon une loi de diffusion, rendant compte des propriétés thermodynamiques du fluide (entropie, second principe). Est abordé, enfin, l'aspect modélisation des capteurs. On donne une interprétation du filtrage non linéaire par processus de branchements, en faisant choix d'un modèle de capteur dérivable: la robustesse du filtrage en est accrue. Cette interprétation débouche sur des simulations de Monte-Carlo
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Ruimy, Charles. "Chargements axisymétriques sur un milieu à anisotropie tétragonale." Besançon, 2002. http://www.theses.fr/2002BESA2002.
Full textAbstract:
Dans le domaine de la prédiction du comportement des structures mécaniques, l'habitude a souvent été de considérer les matériaux qui les composent comme isotropes et homogènes, mais aujourd'hui cela ne suffit plus. Il apparaît en effet de plus en plus nécessaire de mieux approcher leurs comportements mécaniques. Pour cela, de nombreux logiciels de calcul de structures sont développés et parviennent à aider les bureaux d'études dans leur modélisation. L'autre méthode consiste à déterminer de façon anlytique la répartition des contraintes et déformations dans ces corps anisotropes subissant des déformations élastiques. Dans notre travail, nous nous sommes intéressés à l'anisotropie tétragonale à 7 coefficients élastiques qui présente l'avantage, par passage à la limite, de traiter les matériaux cubiques, transversalement isotropes et isotropes. En s'appuyant sur les équations fondamentales de la mécanique des milieux continus, les relations d'équilibre, les conditions de compatibilité, la loi de Hooke généralisée, nous introduisons une fonction potentielle. . .
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Jazzar, Mohamad Fadl. "Modélisation du comportement hyperélastique quasi incompressible de structures acier-élastomères et validation expérimentale." Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX22085.
Full textAbstract:
Dans le but de modeliser le comportement hyperelastique quasi-incompressible en regime de grandes deformations, l'energie interne a ete decrite par le modele de hart-smith, modifie pour la quasi-incompressibilite. L'identification des differentes caracteristiques du materiau a ete realisee grace a trois essais distincts. Sur le plan numerique, une formulation en lagrangien a ete adoptee. Cette formulation a ete traitee par l'algorithme de newton-raphson associe a un algorithme d'incrementation automatique des pas de chargement. D'autre part, la vectorisation du code sur un cray y-mp 2e s'est averee tres efficace pour diminuer les temps de calculs elementaires et de resolution globale. Les formulations en elements finis ont ete validees grace a deux types de tests elementaires et structuraux. Les resultats numeriques sont en accord avec l'experience et les resultats analytiques. Un probleme industriel de type butee spherique a ete etudie dans cette these
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Vallée, Claude. "Lois de comportement des milieux continus dissipatifs compatibles avec la physique relativiste." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2007.
Full text
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Rakotomanana, Ravelonarivo Lalaonirina. "Analyse théorique et numérique des grandes déformations en mécanique des milieux continus /." [S.l.] : [s.n.], 1986. http://library.epfl.ch/theses/?nr=610.
Full text
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Hammoud, Mohammad. "Modélisation et simulation numérique du couplage entre les milieux discrets et continus." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00469475.
Full textAbstract:
Un objectif essentiel pour les modélisations modernes est de prédire une réponse exacte dans des endroits par exemple fortement sollicités, fissurés ou endommagés, en utilisant des modèles très fins dont les échelles peuvent varier du micro au nanomètre. La modélisation continue reste efficace et valable pour les milieux où l'on ne s'intéresse qu'à la réponse structurelle. Cependant, la modélisation d'un milieu contenant un nombre important de degrés de liberté en utilisant une méthode discrète est très coûteuse en terme de temps de simulation, d'où l'idée de faire un couplage entre les méthodes continue et discrète. Dans le mémoire de cette thèse, une méthodologie de couplage entre les milieux discrets et continus a été développée. Deux modèles ont été étudiés à partir de cette méthodologie. Le premier modèle est celui d'une voie ferrée soumis à des chargements statique et dynamique. Le deuxième est un modèle de maçonnerie en 2D. La méthode de couplage proposée a permis de reproduire correctement le comportement discret en réduisant sensiblement le nombre de ddls utilisés ainsi que le temps de calcul comparé à celui discret. Le problème de réflexions d'onde à l'interface du couplage (souvent rencontré dans les méthodologies existantes à dans l'étude du modèle de poutre n'a pas été d'actualité car la longueur des ondes est déjà adaptée au maillage. Plusieurs perspectives peuvent être envisagées telles que l'étude dynamique du modèle de maçonnerie.
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Fomethe, Anaclet. "Contribution a la theorie des defauts dans les milieux continus ferromagnetiques deformables." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066145.
Full textAbstract:
L'objectif global de ce travail est de contribuer a la modelisation de l'effet des defauts sur le comportement des milieux ferromagnetiques deformables. Sont consideres ici, non seulement des defauts microscopiques tels que les dislocations, mais aussi des defauts macroscopiques tels que les fissures, les fronts de transition de phase. Dans une premiere partie on construit, grace a une approche semi-phenomenologique, une theorie des milieux ferromagnetiques deformables en deformations elastoviscoplastiques finies. On introduit une generalisation de la notion de cission reduite, ce qui conduit a la condition d'activation pour chaque systeme de glissement des dislocations. Sur cette base, on developpe ensuite une etude phenomenologique de l'influence du mouvement des dislocations et de l'ecoulement viscoplastique sur les ondes de spin. On montre ainsi que d'une part, il y a resonance magnetoacoustique non banale entre les ondes de spin et les ondes elastoviscoplastiques transversales, et d'autre part, les ondes de spin subissent une relaxation qui est directement proportionnelle au parametre de couplage piezomagnetique ainsi qu'a l'inverse d'un temps de relaxation primaire connu en viscoplasticite. Dans une deuxieme partie on presente une construction systematique des equations locales de conservation de la pseudo-quantite de mouvement et de conservation de l'energie sur la variete materielle, pour des milieux ferromagnetiques thermoelastiques, en presence d'inhomogeneites materielles, et pour lesquels a la fois les forces d'echange et l'inertie magnetique de spin sont pris en compte. Sur cette base la, on procede a une evaluation formelle de la force motrice agissant sur une fissure droite dans un corps ferromagnetique dur, dans un cadre completement dynamique et pour des deformations finies. Cette force motrice est d'abord identifiee comme etant une force materielle globale ou force configurationnelle sur la variete materielle, et est egalement associee a un taux de restitution de l'energie qui n'est autre chose que la puissance dissipee au cours de son action par cette force configurationnelle. On aboutit egalement a une generalisation au cas ferromagnetique thermoelastique de l'integrale de rice associee a ce probleme. S'agissant de transitions de phase, on determine a l'aide des memes equations de conservation et des equations de saut associees, la contrainte thermodynamique d'evolution de fronts de transition de phase coherente dans les milieux ferromagnetiques thermoelastiques non conducteurs de courant electrique. L'expression de la force motrice (d'hugoniot-gibbs) qui agit sur le front est etablie en quasi-magnetostatique, mais tient a la fois compte des forces d'echange ferromagnetiques et de l'inertie de spin magnetique qui est de nature gyroscopique. Des criteres simples de propagation du front sont proposes. Le cas des parois de domaines ferromagnetiques est examine comme un cas particulier special. Une relation satisfaisante avec la theorie du processus irreversible d'aimantation macroscopique de neel par mouvement des parois est etablie, et de meme on etablit une comparaison satisfaisante avec la dynamique magnetoacoustique des parois de domaines, considerees comme des quasi-particules (ondes solitaires-solitons)
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Vallée, Claude. "Lois de comportement des milieux continus dissipatifs compatibles avec la physique relativiste." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376105139.
Full text
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Daguerre, Jean-Pierre. "Conséquences d'un critère de stabilité pour quelques problèmes d'endommagement de structures." Paris 13, 1993. http://www.theses.fr/1993PA132025.
Full textAbstract:
L'objet de la thèse est d'étudier l'endommagement dans des structures dont le comportement présente un caractère adoucissant. On introduit donc, dans le chapitre i les notions générales concernant la modélisation de l'endommagement, ainsi que la définition d'un critère de stabilité, servant à sélectionner les multiples solutions possibles du problème d'évolution. On propose ensuite, dans le chapitre ii de montrer dans le cas des structures massives, que comme il peut ne pas exister de solutions stables au sens du critère prédéfini, on est conduit naturellement à relaxer le problème d'évolution. Cette relaxation dont on trouve les fondements mathématiques résumés dans l'unique annexe de ce document, permet alors de trouver des solutions stables mais dans un sens généralisé, qui s'interprètent comme des mélanges fins de matériau sain et endommage, en chaque point de la structure. Cette approche développée dans le cas des lois de comportement brutal-partiel, sera ensuite étendue à certains modèles progressif-partiel. Dans les chapitres ii et iv, on s'intéresse cette fois à des structures élancées. En adoptant la même démarche, on voit, notamment dans le cas des plaques, que cela conduit également à des solutions stables généralisées. Dans le chapitre v, on s'intéresse à des lois d'endommagement régularisées par l'adjonction d'un terme en gradient de déformation dans l'énergie. La démarche est mise en œuvre sur un exemple unidimensionnel. Les effets de la régularisation sont mis en évidence en comparant avec les résultats obtenus dans les trois chapitres précédents. Enfin, on propose une modélisation de l'endommagement par décohésion dans les structures collées (chapitre vi). On s'attache surtout à démontrer l'existence de solutions au problème d'évolution. La décohésion d'une poutre composite en traction simple, permet d'illustrer la méthode.
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Gest, Jean-Patrick. "Application de la méthode de superposition de maillages (MSM) à l'étude de la localisation dans les milieux endommageables." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2332.
Full textAbstract:
La localisation de la deformation et de l'endommagement, que l'on peut considerer comme un phenomene precurseur de la fissuration macroscopique, est frequemment observee pour une large classe de materiaux. Celle-ci induit une bifurcation locale de la solution numerique du probleme d'endommagement qu'il s'avere indispensable de detecter precisement afin de pouvoir fournir a l'ingenieur mecanicien un outil numerique fiable. A cette fin, nous avons utilise la methode de superposition de maillages (msm), methode numerique originale apportant une solution efficace au probleme classique de l'adaptation du maillage par elements finis au voisinage de zones ou la solution numerique presente des singularites. Nous avons implemente, dans le cadre de la msm, un detecteur numerique de localisation applique a un modele elastique endommageable et montre l'efficacite de cet outil pour l'etude de la localisation dans les milieux endommageables.
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Fougeron, Gabriel. "Contribution to the improvement of meshless methods applied to continuum mechanics." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLC068/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente un cadre général pour l’étude de schémas de discrétisation nodaux sans maillageformulé en termes d’opérateurs discrets définis sur un nuage de points : intégration volumique et de bord, gradientet opérateur de reconstruction. Ces définitions dotent le nuage de points d’une structure plus faible que celledéfinie par un maillage, mais partageant avec elle certain concepts fondamentaux. Le plus important d’entre euxest la condition de compatibilité intégro-différentielle. Avec la consistance linéaire du gradient discret, cet analoguediscret de la formule de Stokes constitue une condition nécessaire à la consistance linéaire des opérateurs elliptiquesen formulation faible. Sa vérification, au moins de manière approchée, permet d’écrire des discrétisations dont le tauxde convergence est optimal. La construction d’opérateurs discrets compatibles est si difficile que nous conjecturons– sans parvenir à le démontrer – qu’elle nécessite soit la résolution d’un système linéaire global, soit la constructiond’un maillage : c’est "la malédiction sans-maillage". Trois grandes approches pour la construction d’opérateursdiscrets compatibles sont étudiées. Premièrement, nous proposons une méthode de correction permettant de calculerl’opérateur gradient compatible le plus proche – au sens des moindres carrés – sans mettre à mal la consistancelinéaire. Dans le cas particulier des gradients DMLS, nous montrons que le gradient corrigé est en réalité globalementoptimal. Deuxièmement, nous adaptons l’approche SFEM au cadre opérateur et constatons qu’elle définit desopérateurs consistants à l’ordre un et compatibles. Nous proposons une méthode d’intégration discrète exploitantla relation topologique entre les cellules et les faces d’un maillage qui préserve ces caractéristiques. Troisièmement,nous montrons qu’il est possible de générer tous les opérateurs sans maillage rien qu’avec la donnée d’une formuled’intégration volumique nodale en exploitant la dépendance fonctionnelle des poids volumiques nodaux par rapportà la position des noeuds du nuage, l’espace continu sous-jacent et le nombre de noeuds. Les notions de consistance desdifférents opérateurs sont caractérisées en termes des poids volumiques initiaux, formant un jeu de recommandationpour la mise au point de bonnes formules d’intégration. Dans ce cadre, nous réinterprétons les méthodes classiquesde stabilisation de la communauté SPH comme cherchant à annuler l’erreur sur la formule de Stokes discrète.L’exemple des opérateurs SFEM trouve un équivalent en formulation volume, ainsi que la méthode d’intégrationdiscrète s’appuyant sur un maillage. Son écriture nécessite toutefois une description très précise de la géométriedes cellules du maillage, en particulier dans le cas où les faces ne sont pas planes. Nous menons donc à bienune caractérisation complète de la forme de telles cellules uniquement en fonction de la position des noeuds dumaillage et des relations topologiques entre les cellules, permettant une définition sans ambigüité de leur volume etcentre de gravité. Enfin, nous décrivons des schémas de discrétisation d’équations elliptiques utilisant les opérateurssans-maillage et proposons plusieurs possibilités pour traiter les conditions au bord tout en imposant le moinsde contraintes sur la position des noeuds du nuage de points. Nous donnons des résultats numériques confirmantl’importance capitale de vérifier les conditions de compatibilité, au moins de manière approchée. Cette simple recommandation permet dans tous les cas d’obtenir des discrétisations dont le taux de convergence est optimalThis thesis introduces a general framework for the study of nodal meshless discretization schemes. Itsfundamental objects are the discrete operators defined on a point cloud : volume and boundary integration, discretegradient and reconstruction operator. These definitions endow the point cloud with a weaker structure than thatdefined by a mesh, but share several fundamental concepts with it, the most important of them being integrationdifferentiationcompatibility. Along with linear consistency of the discrete gradient, this discrete analogue of Stokes’sformula is a necessary condition to the linear consistency of weakly discretized elliptic operators. Its satisfaction, atleast in an approximate fashion, yields optimally convergent discretizations. However, building compatible discreteoperators is so difficult that we conjecture – without managing to prove it – that it either requires to solve a globallinear system, or to build a mesh. We dub this conjecture the "meshless curse". Three main approaches for theconstruction of discrete meshless operators are studied. Firstly, we propose a correction method seeking the closestcompatible gradient – in the least squares sense – that does not hurt linear consistency. In the special case ofMLS gradients, we show that the corrected gradient is globally optimal. Secondly, we adapt the SFEM approachto our meshless framework and notice that it defines first order consistent compatible operators. We propose adiscrete integration method exploiting the topological relation between cells and faces of a mesh preserving thesecharacteristics. Thirdly, we show that it is possible to generate each of the meshless operators from a nodal discretevolume integration formula. This is made possible with the exploitation of the functional dependency of nodal volumeweights with respect to node positions, the continuous underlying space and the total number of nodes. Consistencyof the operators is characterized in terms of the initial volume weights, effectively constituting guidelines for thedesign of proper integration formulae. In this framework, we re-interpret the classical stabilization methods of theSPH community as actually seeking to cancel the error on the discrete version of Stokes’s formula. The example ofSFEM operators has a volume-based equivalent, and so does its discrete mesh-based integration. Actually computingit requires a very precise description of the geometry of cells of the mesh, in particular in the case where its facesare not planar. We thus fully characterize the shape of such cells, only as a function of nodes of the mesh andtopological relations between cells, allowing unambiguous definition of their volumes and centroids. Finally, wedescribe meshless discretization schemes of elliptic partial differential equations. We propose several alternatives forthe treatment of boundary conditions with the concern of imposing as few constraints on nodes of the point cloudas possible. We give numerical results confirming the crucial importance of verifying the compatibility conditions,at least in an approximate fashion. This simple guideline systematically allows the recovery of optimal convergencerates of the studied discretizations
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Darrieulat, Michel. "Prévision du comportement plastique anisotrope des polycristaux texturés par la mécanique des milieux continus." Paris, ENMP, 1993. http://www.theses.fr/1993ENMP0435.
Full textAbstract:
La méthode cmtp permet de calculer le comportement plastique anisotrope des matériaux connaissant leur texture cristalline, ou tout au moins les principales composantes de texture. Deux versions en sont proposées dans le présent travail. L'une utilise l'approximation quadratique des surfaces d'écoulement (critère de Hill et ses extensions): elle se prête a la prise en compte des symétries et des textures usuelles des alliages métalliques, qu'il s'agisse de composantes de laminage, de torsion ou de fibres. L'autre utilise une représentation plus fine des surfaces d'écoulement par des fonctions puissance; au prix d'un peu plus de temps de calcul, elle donne de meilleurs résultats en matière de prévision des contraintes d'écoulement. Des essais de torsion traction simultanées ont été réalises sur de l'aluminium 1050 pour tester les modèles dans le cas d'une déformation complexe. Outre des indications sur la rhéologie du matériau et les structures qui se développent, ces expériences montrent que la méthode cmtp donne des résultats plus réalistes que ceux bases sur les équations de von mises, même lorsqu'elle adoucit les variations de certains paramètres d'anisotropie
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Cazes, Fabien. "Construction et implémentation de lois cohésives extrinsèques." Lyon, INSA, 2010. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2010ISAL0075/these.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'utilisation conjointe de modèles continus (endommagement, plasticité) et discontinus (modèles cohésifs, théorie de Griffith) dans des calculs de rupture. Deux types de modèles sont retenus pour modéliser aussi bien la phase diffuse de la rupture que la phase localisée apparaissant lorsque la loi de comportement du matériau devient adoucissante : - les modèles continus régularisés avec la méthode du second-gradient implicite ; - les modèles mixtes continus/discontinus associant un modèle continu durcissant à un modèle de zone cohésive pour la prise en compte du comportement adoucissant. L'objectif principal de la thèse est la construction d'un modèle mixte continu/discontinu à partir d'un modèle continu régularisé servant de modèle de référence. La méthode développée est basée sur la notion de fissure équivalente de Mazars selon laquelle deux modèles sont équivalents si ils dissipent la même quantité d'énergie pour un même cas test. L'implémentation numérique de la méthode se fait en réalisant deux calculs successifs : un premier calcul utilisant le modèle continu de référence permet d'extraire la quantité d'énergie dissipée durant chaque pas de temps, puis un deuxième calcul permet de calculer incrémentalement la loi cohésive du modèle équivalent en utilisant les incréments d'énergie dissipée calculés pendant le premier calcul. Pour ce deuxième calcul, une formulation faible spécifique a été développée pour laquelle la donnée de la loi cohésive est remplacée par la donnée des incréments d'énergie dissipée à chaque pas de temps. Par ailleurs, un modèle d'endommagement pour lequel la régularisation n'intervient qu'à partir du moment où le comportement devient adoucissant a été développé. Ce modèle comporte deux variables d'endommagement, ce qui permet de traiter séparément l'endommagement diffus et l'endommagement localisé. Enfin, deux formulations sont proposées pour l'implémentation de lois cohésives ayant une rigidité initiale infinie (lois extrinsèques)This thesis deals with the common use of continuous models (damage, plasticity) and discontinuous models (cohesive zone models, Griffith theory) in rupture calculations. Two types of models are retained to modelize the diffuse phase of rupture as well as the localized phase appearing when the behaviour law becomes softening: - continuous models regularized with the implicit gradient method, - mixt continuous/discontinuous models associating a continuous hardening model to a cohesive zone model that takes into account the softening behaviour. The main objective of the thesis was the construction of a mixt continuous/discontinuous model from a continuous regularized model used as a reference model. The method used is based on the equivalent crack concept developed by Mazars which says that two models can be considered equivalent if the same quantity of energy is dissipated for a same problem. The numerical implementation of the method is done by realizing two successive calculations : a first calculation using a reference continuous model allows to extract the quantity of energy dissipated at each time step, then a second calculation allows to calculate incrementally the cohesive law of the equivalent model by using the dissipated energy increments calculated during the first calculation. On the other hand, a damage model for which the regularization only begins from the moment when the behaviour becomes softening has been developed. This model has two damage variables, which permits to make the difference between the diffuse and the localized damage. Finally, two formulations have been proposed for the implementation of cohesive laws with an infinite initial stiffness (extrinsic laws)
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Doghri, Issam. "Etude de la localisation de l'endommagement." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066151.
Full textAbstract:
Dans le cadre de l'approche locale de la rupture par la mécanique de l'endommagement, il s'est avère que la prévision numérique par éléments finis de l'amorçage et surtout de la propagation de zones complètement endommagées, n'était pas fiable. La motivation de notre travail est d'essayer de comprendre les raisons du caractère imprévisible des résultats obtenus. Nous considérons des lois de comportement elasto-plastiques couplées à l'endommagement en faisant l'hypothèse des petites perturbations isothermes en quasi-statique. Nous présentons un algorithme de calculs par éléments finis. Nous intégrons la loi de comportement selon un schéma purement implicite et nous définissons un module tangent cohérent, différent du module continu souvent utilise. Nous montrons que le caractère adoucissant des matériaux provoque par le couplage de leur comportement elasto-plastique avec l'endommagement entraîne des phénomènes de bifurcation, de perte d'ellipticité et de localisation, sources de problèmes numériques. Nous présentons une étude expérimentale pour valider un critère d'amorçage que nous proposons. Un élément fini classique étant incapable de rendre compte d'un endommagement localise, nous proposons une procédure permettant de construire un nouvel élément pouvant être traverse par une bande de localisation de l'endommagement
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Dancette, Sylvain. "Comportement mécanique des soudures par points : mécanismes et stratégies de prédiction dans le cas des tôles en acier pour automobile." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0039/these.pdf.
Full textAbstract:
Dans le cadre du développement de nouveaux aciers plus performants pour les applications automobiles, il est nécessaire de disposer d'outils permettant de prévoir la tenue mécanique des points soudés par résistance. En effet, si les propriétés mécaniques élevées des nouveaux aciers à Très Haute Résistance (THR) permettent d'envisager une réduction de l'épaisseur des tôles, la tenue mécanique de l'assemblage final dépend de celle des liaisons soudées. Une première phase du travail de thèse a été consacrée à une exploitation statistique de données expérimentales de soudage par points disponibles chez ArcelorMittal, afin d'obtenir un aperçu global du comportement mécanique des points soudés en acier THR. Un modèle empirique de prévision de la tenue mécanique des points soudés a été proposé. Néanmoins, les limites d'une telle approche ont été identifiées et un programme expérimental a été établi afin d'affiner la compréhension des mécanismes mis en jeu dans la rupture des points soudés, en traction en croix et en traction cisaillement. Des essais de traction interrompus ont été réalisés et les aspects tridimensionnels de l'endommagement des points soudés ont pu être compris par une utilisation conjointe des techniques de microtomographie aux rayons X, de métallographie et de fractographie. Trois zones de rupture principales ont été identifiées, ainsi que les mécanismes principaux entrant en jeu dans les différents modes de rupture. De plus, une simulation expérimentale des cycles thermiques de soudage a été conduite afin d'évaluer l'impact du soudage sur les propriétés mécaniques locales du point soudé. Les données obtenues ont conduit à la mise en place d'une modélisation mécanique par éléments finis du comportement de l'assemblage soudé. Le modèle réalisé a permis d'estimer la tenue mécanique du point dans les modes de rupture principaux et de retrouver l'évolution du mode rupture en fonction des caractéristiques géométriques du point et du type de chargementPredicting the strength of Advanced High Strength Steels resistance spot welds is a huge challenge in the automotive industry. Indeed, the crash properties of a car body structure depends on the performance of the welded joints. A first step in the PhD work consisted in a statistical analysis of experimental spot welding data available at ArcelorMittal in order to get insights into spot welds mechanical behaviour. An empirical model was proposed for the prediction of spot welds strength. An experimental protocol was developed to overcome the limits of such a model and obtain a better understanding of failure mechanisms. Interrupted Cross Tension and Tensile Shear tests were performed and spot welds failure was investigated with optical micrographs, SEM fractography and 3D-tomography in order to follow the three-dimensional crack paths due to the complex loading modes. A limited number of failure zones and damage mechanisms could be distinguished. Next, a Finite Elements model of spot welds behaviour was developed, requiring an appropriate description of Heat Affected Zones mechanical properties. This has been obtained by experimental simulations of the spot welding thermal cycles with a Gleeble machine followed by classical mechanical tests. Spot welds strength and failure type could be predicted as a function of the geometrical features the weld assembly and the loading mode
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Aymard-Vinet, Corinne. "Modèles tridimensionnels d'endommagement de matériaux composites à matrice céramique en dynamique rapide." Bordeaux 1, 1997. http://www.theses.fr/1997BOR10561.
Full textAbstract:
L'objet de cette recherche est la modelisation de l'endommagement des materiaux composites a matrice ceramique, soumis a des sollicitations dynamiques. Apres une analyse phenomenologique du comportement a l'impact de ces materiaux, plus particulierement d'une ceramique renforcee par des fibres courtes et d'un stratifie a matrice vitroceramique, des outils mathematiques capables de decrire le comportement non-lineaire de ces materiaux ont ete mis en place dans le code explicite lagrangien dyna3d. La recherche s'est articulee autour de trois points. ? Un modele d'endommagement micromecanique, prenant en compte l'anisotropie induite par le chargement et le caractere unilateral des ceramiques a ete construit pour reproduire le comportement des materiaux fragiles. Cet endommagement est evolutif et tridimensionnel. ? Un algorithme de contact-impact, permettant en particulier de modeliser le delaminage pour un composite stratifie, a ete introduit dans le code dyna3d. Il s'appuie sur la resolution d'un probleme non-lineaire de riemann a l'interface interlaminaire. ? Pour completer la modelisation d'un stratifie a matrice vitroceramique, un modele d'endommagement intralaminaire a ete developpe en considerant l'evolution de la multifissuration de la matrice et la rupture statistique des fibres au sein des plis unidirectionnels.
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Loizeau, Thierry. "Analyse des sources acoustiques dues aux transferts convectifs instationnaires : application à l'étude des auto-oscillations thermoacoustiques dans le tube de Rijke." Poitiers, 1995. http://www.theses.fr/1995POIT2258.
Full textAbstract:
Ce travail est une contribution a l'etude des effets thermoacoustiques et plus particulierement du phenomene de rijke. Cette etude de l'auto-declenchement et de l'auto-entretien du phenomene de rijke permet de degager les parametres significatifs mis en jeu et de quantifier les echanges energetiques. Une modelisation de l'accroissement du champ oscillant basee sur l'etablissement d'un bilan d'energie acoustique au sein du tube de rijke est developpee. L'analyse des puissances fournie et perdue permet de determiner le cycle limite, c'est-a-dire la valeur du maximum d'amplification du champ acoustique pour lequel les puissances mises en jeu se compensent. Ces travaux font ressortir que la determination precise du champ des vitesses entourant la source de chaleur est primordiale pour quantifier le transfert thermique instationnaire responsable de la puissance thermoacoustique produite. Une modelisation unidimensionnelle du comportement des grandeurs acoustiques a l'interieur d'un tube soumis au phenomene thermoacoustique de rijke est developpee. Le couplage thermoacoustique entre le champ d'ondes stationnaires et la source thermique qui produit un transfert instationnaire de chaleur, est considere dans la relation d'energie de la modelisation. On montre que le champ spatial longitudinal de vitesse acoustique est relativement plus modifie par la presence d'un apport instationnaire de chaleur que le champ de pression. Une etude experimentale des divers parametres mis en jeu lors de l'auto-declenchement et de l'auto-entretien du phenomene thermoacoustique de rijke est effectuee. On mesure en particulier les vitesses moyenne et acoustique du fluide par anemometrie laser a effet doppler. Ces travaux font notamment ressortir que l'accroissement du niveau du champ acoustique est considerable et que la temperature de l'element chauffant est un parametre de controle significatif. Les comparaisons effectuees pour differents regimes de fonctionnement entre les modelisations et les donnees experimentales sont satisfaisantes
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Rivet, Jean-Pierre. "Hydrodynamique par la méthode des gaz sur réseaux." Nice, 1988. http://www.theses.fr/1988NICE4215.
Full textAbstract:
Les méthodes de la théorie cinétique des gaz ont été adaptées aux gaz sur réseaux et ont permis une première estimation de la viscosité. Introduction d'un formalisme microdynamique qui permet de déduire les équations de la mécanique des fluides sans passer par l'approximation de Boltzmann. La viscosité est exprimée par une formule de Green-Kubo adaptée au contexte des automates cellulaires. Validation du modèle pseudo quadridimensionnel pour l'hydrodynamique tridimensionnelle. Implantation d'une version optimisée de ce modèle sur un CRAY-2
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Lienard, Catherine. "Plasticité couplée à l'endommagement en conditions quasi-unilatérales pour la prévision de l'amorçage des fissures." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066317.
Full textAbstract:
Deux aspects du traitement de l'amorçage des fissures par la mécanique de l'endommagement sont étudies. Un modèle de comportement d'elasto-plasticite couple a l'endommagement prenant en compte l'effet de fermeture des micro-defauts est développe. L'influence du signe du chargement sur la manifestation mécanique de l'endommagement, suppose isotrope, est décrite phénoménologiquement par un seul coefficient caractéristique du matériau. La contrainte effective est adaptée pour prendre en compte la fermeture des microfissures et micro-cavites sous l'action de contraintes de compression. En unidimensionnel, la contrainte effective est une fonction différente de l'endommagement en traction et compression. La généralisation au comportement tridimensionnel est réalisée en effectuant une partition en partie positive et négative du tenseur des contraintes dans le potentiel thermodynamique. Le couplage entre l'endommagement et la plasticité est introduit dans le potentiel de dissipation par l'intermédiaire de cette nouvelle contrainte effective. En remarquant qu'au cours de la phase d'amorçage, l'endommagement est presque toujours localise et que cette localisation intervient a une échelle inférieure a l'échelle macroscopique classique en un modèle d'amorçage a deux échelles est propose. On définit alors une nouvelle approche de la mécanique de l'endommagement, dite localement couplee. La détermination des conditions d'amorçage s'effectue en 2 étapes: un calcul découple sur la structure, un calcul couple en un point, site probable d'amorçage
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Dumont, Christian. "Endommagement de métaux à matrice ductile en traction quasi statique et dynamique." Paris, ENMP, 1991. http://www.theses.fr/1991ENMP0267.
Full textAbstract:
Nous proposons d'étendre les données de la littérature concernant l'endommagement, au cas des grandes déformations et pour des vitesses de déformations dynamiques. Pour cela, nous avons réalise des essais de traction dynamiques sur des éprouvettes axisymétriques entaillées a partir d'un dispositif expérimental de type arbalète. Deux matériaux modèles a matrice cuivre ont été élabores, dans lesquels des inclusions molles de plomb pour l'un ou dures d'alumine pour l'autre ont été volontairement rajoutées. A titre de référence, nous avons également entrepris des essais de traction quasi statiques. Enfin, des essais sur des éprouvettes lisses ont permis de déterminer la rhéologie pour chaque matériau et pour chaque régime de vitesses de déformation. Des simulations numériques mono et bidimensionnelles prenant en compte les effets d'inertie ont aide au dépouillement et à la compréhension du déroulement des essais. Les valeurs des paramètres mécaniques locaux alors obtenus ont été confrontées à une analyse quantitative et statistique de l'endommagement sur des éprouvettes rompues. Nous n'avons pas note d'influence du domaine de vitesse de déformation ou de la triaxialite des contraintes sur les mécanismes d'endommagement. Ce résultat en ce qui concerne ce dernier paramètre est en contradiction avec ceux de l'approche global de la rupture. Cette différence s'interprète pour l'alliage cuivre plomb par une déformation locale critique et donc une porosité critique et donc une porosité critique a rupture. On retrouve également une porosité critique a rupture pour le composite cuivre alumine
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Diener, Karsten. "Etude de l'influence d'un rayonnement laser ND:YAG a1. 3 um sur les paramètres thermo-mécano-optiques du matériau germanium." Mulhouse, 2004. http://www.theses.fr/2004MULH0766.
Full textAbstract:
Un banc de mesures a été développé afin d'examiner en détail les interactions entre une optique en Ge mono- et polycristallin et un rayonnement laser ND:YAG émettant à 1,3 um. Le système de mesure permet ainsi la détermination simultanée d'un certain nombre de paramètres du matériau lors d'une irradiation laser mono-impulsionnelle (tp = 3ms) : la détermination des paramètres optiques comme la transmission à 10,6 um et la réflexion à 1. 3 um des fenêtres, la mesure du seuil d'endommagement suivant la norme ISO 11254, la mesure de la température en plusieurs endroits de la surface de l'optique irradiée par l'intermédiaire d'une matrice de pyromètres à fibre optique, les observations microscopiques de la surface et la détermination de la déformation morphologique du germanium. Tous ces paramètres ont été mesurés pour plusieurs types d'optiques en Ge (dopé n, -p et sans dopage). Les résultats obtenus par un modèle de simulation 3D corroborent les données issues de l'expérimentation.
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Tardif, Fabrice. "Analyse des mécanismes d'endommagement dans les composites 3D C/C : mesures optiques des champs de déformation par corrélation d'image." Bordeaux 1, 1998. http://www.theses.fr/1998BOR10671.
Full textAbstract:
La connaissance des mécanismes de dégradation, a l'échelle de la microstructure du matériau, qui gouvernent le comportement mécanique macroscopique permet d'orienter et de simplifier les modèles de comportement. Il faut pour cela établir une corrélation entre la courbe de comportement, la microstructure, les modes de fissuration et le champ de déformation local. Des essais mécaniques de traction ont été effectues avec un suivi optique in situ sur un composite c/c a renfort multidirectionnel 3d. Le dispositif optique analyse la surface de l'éprouvette. Puis, par comparaison avec la cartographie réalisée a l'état initial, un algorithme utilisant le principe de corrélation d'image dresse les champs de déformation locaux à chaque palier de chargement. Cette technique permet de révéler l'heterogeneite des champs de déformation, de déterminer les critères locaux de rupture de la matrice. Une application a l'étude de l'influence d'une ondulation de pli sur le comportement mécanique d'un composite stratifie a permis la mise au point d'une procédure d'identification de modèle de comportement d'interface. La ruine de l'interface est supposée être dans ce cas le principal mécanisme d'endommagement du matériau.
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Philip, Armelle. "Endommagement en plasticité anisotrope : une contribution mécanique et physique." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0149.
Full textAbstract:
Afin d’étudier l'influence de l'anisotropie plastique sur l’évolution de l'endommagement et sur l'interaction entre cavités, des essais de traction simple ont été réalisés sur des monocristaux d'aluminium contenant un ou deux trous circulaires. Les plans de glissement actifs et le domaine de déformation plastique sont déterminés par l'observation des lignes de glissement. Une analyse théorique à partir de la distribution élastique des contraintes et de la loi de Schmid, permet de connaître, en accord avec les observations expérimentales, le début de la déformation plastique: bien que la localisation de l’écoulement soit fortement fonction de l'orientation cristallographique du monocristal, le système de glissement activé est préférentiellement le système primaire. L’évolution de l’écoulement plastique ne dépend que faiblement de la relaxation plastique et de l’évolution locale de la forme des cavités Toutefois, l'anisotropie du glissement cristallographique favorise une croissance de la zone plastique autour du trou dirigée dans la direction des lignes de glissement du système primaire. L'interaction entre deux cavités est influencée par l'orientation cristalline. L'analyse théorique (champ de contraintes dans un milieu élastique et loi de Schmid) et les observations expérimentales montrent que cette interaction est maximale lorsque l'alignement des cavités est dans la direction des lignes de glissement du système primaire. Ce travail montre ainsi l'influence de l'anisotropie du glissement cristallographique sur le développement de la zone plastique autour des trous. Il est alors possible d'en déduire que, dans les processus d'endommagement, seule la coalescence est fortement influencée par l'anisotropie plastique.
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Mellouki-Filali, Chaakir. "Problème des milieux continus en contact avec frottement : stabilité et convergence des algorithmes numériques." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20109.
Full text
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Mellouki-Filali, Chaakir. "Problème des milieux continus en contact avec frottement stabilité et convergence des algorithmes numériques /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37616251g.
Full text
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Dutta, Nilankur. "Biomécanique du développement par l'analyse d'images : La dynamique de l'actomyosine pulsatile pendant la fermeture dorsale de la Drosophile." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI087.
Full textAbstract:
Il est maintenant établi que les aspects mécaniques de l'embryogenèse sont indispensables à sa compréhension. L'effet des forces mécaniques dans le développement des tissus et la différenciation cellulaire a été démontré tant pour la compation de la morula, la gastrulation que l'organogenèse. On sait également que les cellules répondent à des stimuli mécaniques. La Drosophile melanogaster a été établie en tant qu'organisme modèlepour l'étude du rôle de la mécanique dans le développement grâce à desétudes démontrant un contrôle mécanique de la forme cellulaire, desmotifs tissulaires et de la morphogenèse dans différents contextes, telsque la formation du sillon ventral ainsi que l'extension et larétraction de la bande germinale. Les contraintes mécaniques généréesdans le cytosquelette et répercutées dans les interactionscellule-cellule ou cellule-matrice produisent des effets globaux dans ledéveloppement. Plus précisément, le rôle clé du cortex d'actomyosine aété mis en lumière ces dernières années en ce qui concerne la mécaniquecellulaire et leur changement de forme.La fermeture dorsale consiste en la fermeture d'un gap de l'épidermeembryonaire par la contraction de l'amniosereuse, un tissuextra-embryonaire qui le recouvre. Au cours de cette fermeture, on notela délamination des cellules de l'amnioséreuse mais pasd'intercalations, de migration ou de divisions. Cette simplicité en faitun système idéal pour l'étude des pulsations d'actomyosine, ou foci.Les modèles biophysiques suggèrent que les mouvements des foci peuventêtre liés à l'advection due à la contraction de leur substrat d'actine,ou à la diffusion suite à la dissociation de l'actine. Cependant lacinématique des foci reste mal comprise, et nous tentons donc de lacomprendre par une approche de quantification mécanistique etparticulièrement de leur cinématique.Pour ceci, nous utilisons l'analyse d'image et un algorithme nouveau desuivi en temps des pulses propagatifs de myosine. Les quatre chapitresde la thêse dévirvent une gamme d'outils de traitement de données etd'analyse d'image permettant la caractérisation du comportement des focidans des séries temporelles d'images de microscopie de l'amnioséreuse.Au chapitre 1, des films de l'amnioséreuse imageant deux canaux(E-cadhérine et Myosine II) sont décrits. Avec le premier canal, lesmembranes cellulaires sont identifiées. Pour le second, nous définissonsune méthode de pré-traitement nécessaire à la détection uniforme desfoci sur l'ensemble du jeu de données. De cette manière, nousquantifions les propriétés statiques des foci, telles que leur taille etleur distribution à la surface des cellules.Au chapitre 2, un algorithme de suivi nous permet d'établir des lienstemporels entre les foci identifiés. Des phénomèmes de coalescence etdécoalescence sont observés. Avec une approche de particule ponctuelle,des propriétés cinématiques des foci, telles que leur vitesse, durée etl'angle de déviation entre des pas consécutifs sont décrits. On observeque ces angles ne sont pas isotropes, ce qui indique une directionalitédu mouvement. La vitesse entre deux images est toujours non-nulle,suggérant que le mouvement n'est pas purement diffusif.faible durée des trajectoires soientproblématiques, cette observation est en cohérence avec l'hypothèse d'unmouvement auto-évitant. On observe également que chaque pas destrajectoires est préférentiellement aligné avec la direction moyenne decelles-ci, et l'on montre que cela est lié au confinement dans descellules de forme anisotrope.Au chapitre 4, le signal continu de myosine est analysé, et sescaractéristiques dans le voisinage spatio-temporel des foci au moyen deMechanics has emerged as a necessary discipline to understand embryogenesis. The effect of mechanical forces in tissue development and cell fate determination has been demonstrated, showing that cells respond to forces and mechanical cues.The Drosophila melanogaster is a model organism to study mechanics, with studies showing the mechanical control of cell shape and morphogenesis. Recently, the actomyosin cortex has attracted attention as a key regulator of cell mechanics. In this work, the morphogenetic process of dorsal closure is chosen to study the mechanical effect of actomyosin pulsations during development.Dorsal closure involves the closing of an epidermal gap in the embryo by the contraction of the amnioserosa, the extra-embryonic tissue covering the gap. During this time, cells delaminate from the amnioserosa, but there are no intercalations, migrations or divisions, making it an ideal system to study pulsatile actomyosin, or foci. Biophysical modelling suggests various modes of focus' motion such as advection or diffusion, but the kinetics of these foci are poorly understood. Thus, this work offers the mechanistical quantification of focus behaviour with a stress on kinetic properties.To that end, we use image analysis to create a tracking algorithm for travelling Myosin pulses. In four chapters, the thesis describes data processing tools which characterize focus behaviour, analysing a set of amnioserosa time-lapse movies.In chapter 1, the dataset of two channel (E-cadherin and Myosin II) time-lapse movies of the amnioserosa are described. Using the first channel, the cell membranes are identified. On the second channel, a method of pre-processing is defined, necessary for uniform focus identification over the whole dataset. Through this, the focus static properties, such as characteristic sizes and distribution on cell surface, are quantified.In chapter 2, the introduction of tracking algorithm enables temporal linkages among the identified foci. Merging and splitting behaviour of foci is seen. Under a point-particle ansatz, focus' kinematic properties, such as speeds, durations and angles of deviations between subsequent steps, are described. It is noted that the angles of deviation are non-isotropic, indicating directional motion. It is observed that foci always have non-zero speed between frames, suggesting motion that is not purely diffusive.In chapter 3, through further point-particle analysis of the trajectories of foci, their mean-squared-distances are quantified. Fitting a power-law, the median exponent is found to be in the super-diffusive regime of motion. Though impeded by the small duration of trajectories, this is consistent with the hypothesis of a self-avoiding motion. Measuring the mean direction of trajectory, it is seen that the orientation of the individual steps is preferentially aligned according to this direction. This is found to be linked to cellular confinement due to anisotropy in cell shapes.In chapter 4, the continuous Myosin signal is analysed, and the apical features of florescence in the known spatio-temporal neighbourhoods of foci are visualized through kymographs. These are then averaged to look at the properties of the apical Myosin signal in the regions where a focus has been, and will be. We find the average kinetics of a focus is followed by the phenomenon of Myosin depletion around it. We also note the presence of high Myosin signal across cell-membranes from foci.The work posits a model of self-avoidance due to substrate refractoriness as a mechanism for focus propagation and death. High myosin concentration at a sub-cellular region would be followed by a local refractor
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Fick, Michel. "Etude de la fermentation acétonobutylique cinétique et morphologie en réacteur discontinu, mise en oeuvre du réacteur continu sur milieux synthétique et complexe, modélisation en réacteurs discontinus, continus et semi-continus." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb375976143.
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Etcheverry, Philippe. "Etude théorique du comportement non linéaire de milieux poreux globalement isotropes." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066731.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée a la modélisation de l'endommagement d'un matériau viscoplastique par croissance de cavités. La démarche adoptée part de l'analyse d'une cellule élémentaire constituée d'une cavité sphérique entourée d'une couche de matériau viscoplastique de Norton limitée par une sphère concentrique. La vitesse de croissance de cavité est estimée par minimisation de la fonctionnelle de hill sur une famille de champs de vitesses déduite de la solution générale du problème de la sphère creuse a matrice newtonienne soumise a un chargement axisymétrique et homogène. Une représentation paramétrique d'une approximation par l'extérieur de la surface de jauge est déduite de la majoration du potentiel exact d'une sphère creuse grâce au principe variationnel de ponte-castaneda. On généralise enfin le critère de gurson aux zones à forts gradients des grandeurs macroscopiques à l'aide de la solution exacte du problème de la sphère newtonienne sous des conditions aux limites non homogènes.
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Rharbal, Jamal. "Contribution théorique à l'étude du comportement des milieux endommagés initialement anisotropes et simulations numériques." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS003.
Full textAbstract:
Ce mémoire a pour objet l'étude théorique du comportement des milieux endommagés initialement anisotropes pour laquelle des simulations numériques sont proposées. Elle se situe, d'une part, dans un cadre théorique, appliquant la théorie des représentations des fonctions tensorielles anisotropes, et d'autre part, dans un cadre de simulation numérique, décrivant le comportement macroscopique d'un matériau endommagé initialement isotrope et d'un matériau initialement orthotrope en traction simple. Dans le chapitre I, nous définissons l'état d'endommagement par une variable tensorielle d'ordre deux caractérisée par le produit tensoriel par elle-même d'une variable tensorielle d'ordre un. Dans le chapitre II, nous rappelons la théorie des représentations des fonctions tensorielles anisotrope et leurs applications à un milieu isotrope, orthotrope de révolution, orthotrope et a anisotropie la plus générale. Dans le chapitre II et IV, nous étudions l'endommagement d'un milieu initialement isotrope et d'un milieu initialement anisotrope. Dans le chapitre V, nous présentons une simulation numérique d'essais de tractions sur un matériau endommagé initialement isotrope et d'un matériau endommage initialement orthotrope.
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Ammiar, Belkacem. "Microstructure et effet d'échelle dans les essais de micro-indentation sur les roches." Marne-la-vallée, ENPC, 2003. http://www.theses.fr/2003ENPC0004.
Full textAbstract:
L'essai de micro-indentation dans les roches consiste à faire pénétrer un outil dans une roche afin de mesurer sa dureté et d'évaluer ses paramètres de résistance (angle de frottement et cohésion ) à partir de la force d'indentation et de la profondeur de pénétration de l'outil. Pour des roches granulaires, l'interaction entre l'outil et la roche se produit à une échelle comparable à celle de la microstructure du matériau et rend nécessaire l'étude de l'effet de la taille de l'indenteur sur les caractéristiques mécaniques apparentes du matériau. L'objet de ce travail est d'étudier cet effet d'échelle afin de pouvoir le quantifier et de permettre une correction des caractéristiques mécaniques déterminées par cet essai. Inversement, l'étude de l'essai de micro-indentation doit permettre d'étalonner la longueur interne du matériau apparaissant dans les modèles continus avec microstructure utilisés pour sa description. La solution analytique de la modélisation de l'indentation d'un milieu classique semi-infini par un indenteur rigide faisant apparaître des singularités de contraintes au bord du contact, ce travail propose tout d'abord une solution à ce problème pour des milieux micromorphiques élastiques en découplant le problème de chargement du problème d'ouverture de la matière au bord. Un effet d'échelle est ainsi mis en évidence pour des milieux de Cosserat et de second gradient sur le déplacement du bord du milieu: il devient important dès que le rapport entre la taille de l'indenteur et la taille caractéristique du matériau est inférieur à cinq. L'ouverture de la matière sous l'action de l'indenteur est de plus modélisé par l'imposition de conditions limites d'ordre supérieur: deux moments ponctuels opposés pour le cas d'un milieu de Cosserat et des doubles contraintes ponctuelles pour le cas d'une théorie de second gradient. Une solution analytique régulière pour le champ de déplacement résultant est présentée. Un élargissement de l'étude à des milieux de Cosserat élasto-plastique est réalisé à l'aide d'un code de calcul par éléments finis. Une étude des effets de taille et de forme de l'indenteur sur les caractéristiques apparentes du matériau met en évidence d'importants effets d'échelle sur la force d'indentation pour un enfoncement fixé, jusque 60% pour un indenteur plat et supérieur à 90% pour des indenteurs sphérique et conique lorsque la taille de l'indenteur est comparable à la longueur interne du matériau. Une étude expérimentale utilisant des indenteurs plats de differentes tailles (0. 5mm à 2mm) sur un grès de Fontainebleau est également réalisée mettant en évidence un effet d'échelle de 12 % sur les modules d'Young et de 34% sur les pics d'indentation. Des observations au microscope électronique à balayage des traces laissées par les différents indenteurs utilisés permettent de suivre l'évolution de la microstructure du matériau au cours de l'essai et mettent en évidence l'effet de la taille de l'indenteur sur les modes de déformation et de rupture. Enfin, une comparaison des études numériques et expérimentales nous permet de valider l'évaluation de l'effet d'échelle obtenue par une modélisation de milieu de Cosserat et d'étalonner la longueur interne du matériau qui correspond pour le grès de Fontainebleau à la taille moyenne des grains.
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Aboutayeb, Sidi Mohamed. "Comportement à l'endommagement des matériaux métalliques hétérogènes : simulation et expérience." Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10175.
Full textAbstract:
Ce travail est une contribution a l'analyse du comportement a l'endommagement des materiaux heterogenes. L'endommagement ductile designe le processus de degradation progressive des proprietes physiques et mecaniques d'un materiau lorsqu'il subit, sous l'effet d'un chargement et avant rupture, une deformation plastique importante a temperature ambiante ou peu elevee. Notre etude s'articule autour de trois axes, theorique, numerique et experimental. La modelisation de l'endommagement requiere la definition de l'echelle au niveau de laquelle se situe l'observation ou la mesure : niveaux atomique ou moleculaire, structural (phases, cavites) ou macroscopique. A ce titre, nous avons considere deux types d'approche : l'approche globale ou l'endommagement est represente par une variable interne scalaire au sens de la thermodynamique des processus irreversibles (modele de lemaitre) et l'approche locale ou les micromecanismes physiques sous-jacents a l'endommagement sont pris en compte (modele de rice & tracey, critere de gurson, critere de rousselier)Les modeles presentes sont implementes dans un code de calcul par elements finis. Les calculs sont effectues en grandes deformations en formulation lagrangienne reactualisee. L'etude experimentale a ete realisee sur des eprouvettes axisymetriques entaillees. Elle a pour but d'evaluer les mecanismes de degradation progressive du materiau (nucleation de cavites, croissance et coalescence) et determiner, a partir de ces mecanismes, les parametres constitutifs des modeles d'endommagement. Le couplage du modele de thomason avec les autres modeles montre une nouvelle possibilite de representer le stade de coalescence. Les resultats obtenus illustrent les complementarites entre l'approche locale et l'approche globale et la pertinence de cette derniere pour l'etude de l'influence de la triaxialite et de la deformation plastique equivalente sur l'endommagement
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Aboutayeb, Sidi Mohamed Weichert Dieter. "Comportement à l'endommagement des matériaux métalliques hétérogènes." [S.l.] : [s.n.], 2000. http://www.univ-lille1.fr/bustl-grisemine/pdf/extheses/50376-2000-414-415.pdf.
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Lecoutre, Gautier. "Etude de la fléxoélectricité de nanosystèmes par le développement d'algorithmes mêlant approche atomistique et mécanique des milieux continus." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://indexation.univ-fcomte.fr/nuxeo/site/esupversions/a3ff4c82-e0dc-4c31-879b-e12ea6812264.
Full textAbstract:
La flexoélectricité d’un matériau est sa capacité à se polariser électriquement sous l’effet d’un gradient de déformation. Bien qu’il existe dans tous les matériaux, ce phénomène est encore rarement utilisé car il est en général de très faible amplitude. Cependant, à l’échelle du nanomètre, la flexoélectricité est fortement augmentée. Le défi de ce travail est donc de proposer une modélisation multi-échelle permettant, d’une part, de caractériser et de quantifier les propriétés flexoélectriques et, d’autre part, de dimensionner un nanosystème mettant en évidence des effets flexoélectriques importants. Pour cela, nous avons choisi de nous intéresser à un nanosystème constitué d’un nanotube de carbone mono-paroi semi-conducteur. Dans le cadre des milieux continus, nous avons tout d’abord appliqué le principe des puissances virtuelles et la thermodynamique des milieux continus pour obtenir de façon systématique les équations constitutives d’un matériau aux comportements couplées semi-conducteur élastique électro-magnétique, en prenant en compte les gradients de déformation, de polarisation électrique et d’aimantation. En parallèle, dans le cadre d’une approche atomistique, nous avons développé un modèle numérique afin de simuler l’effet flexoélectrique inverse de nano-objets tels que des nanotubes de carbone décrits atome par atome, avec des dipôles électriques permanents et induits sur chaque atome. Moyennant quelques hypothèses d’homogénéisation, nous avons couplé ces deux approches et obtenu les équations reliant les quantités atomistiques, calculées dans la simulation, aux quantités macroscopiques correspondantes, utilisées dans les équations constitutives des milieux continus préalablement déterminées. Les premiers résultats mettent en évidence une variation importante des éléments de l’un des tenseurs de flexoélectricité en fonction du rayon et de la longueur du nanotubeThe flexoelectricity tensor of a material characterizes its ability to polarize under the action of a deformation gradient. The phenomenon is still rarely used though it exists in every material, because the effects are usually very weak. However, for nanoscale systems, flexoelectricity can be largely enhanced because of a possibly much greater gradient. Thus, the aim of this PHD thesis is to build a model that would allow us to compute the characteristic tensors of flexoelectricity in order to design a nanosytem in which huge flexoelectric effects could be used for energy conversion. For that purpose, we have studied the flexion of several semi-conducting Single-Wall Carbon NanoTubes (SWCNT), considered either as continuous cylinders or as a discrete network of carbon atoms. In the continuum point of view, we have applied the principle of virtual powers and classical thermodynamics to systematically obtain the constitutive equations of a semi-conducting, electro-magnetic deformable continuum, including the effects of the deformation, polarization and magnetization gradients. Meanwhile, we have improved an atomistic model with distributed permanent and induced dipoles to simulate the inverse flexoelectric effect on the SWCNTs. Using homogenization hypothesis, we have coupled these two approaches by obtaining the equations binding the atomistic quantities computed in the numerical simulations, with the corresponding macroscopic quantities used in the previously obtained constitutive equations. The first numerical results seem to show a notable variation of the elements of the flexoelectric tensors as a function of the radius and length of the SWCNT
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Forster, Charles. "Contribution à l'étude de la rupture ductile des structures élastoplastiques." Compiègne, 1995. http://www.theses.fr/1995COMPD784.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de simuler la ruine des structures élastoplastiques ductiles. Dans une première partie, on présente un modèle élastoplastique endommageable en transformations finies. Écrit dans le cadre de la thermodynamique des milieux continus et de la mécanique de l'endommagement continu, il s'appuie sur une hypothèse d'équivalence en énergie totale pour définir les variables effectives et permet de décrire des écrouissages isotropes et cinématiques non-linéaires. En deuxième partie, on adapte et développe un programme informatique permettant de simuler la ruine des structures. Il s'appuie sur une formulation implicite et incrémentale du problème. L'intégration des équations différentielles fortement non-linéaires de la relation de comportement est particulièrement développée. Des exemples sont traités en troisième partie. Ils démontrent la capacité de l'approche à décrire la rupture ductile des structures, et à capter les phénomènes de localisation dûs au dommage. En quatrième partie, on développe de manière succincte les aspects théoriques lies aux problèmes de localisation.
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Suffis, Arnaud. "Développement d'un modèle d'endommagement à taux de croissance contrôlé pour la simulation robuste de ruptures sous impacts." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0033/these.pdf.
Full textAbstract:
La simulation numérique fait aujourd'hui partie intégrante du processus de conception et de validation des pièces et structures développées dans le contexte industriel. Dans ce domaine, la description du phénomène de l'endommagement des métaux représente un nouveau défi. Celui-ci se heurte en effet à une difficulté majeure: la dépendance non maîtrisée des résultats au maillage connue sous le nom de localisation. Afin de résoudre ce problème, un modèle d'endommagement à taux de croissance limité, appelé également modèle d'endommagement à effet retard, a été développé. Des travaux récents ont montré ses aptitudes dans le cadre de la localisation en dynamique. Son usage dans des codes de dynamique rapide d'usage courant implique cependant de nouvelles problématiques auxquelles une réponse est proposée. Une formulation analytique donnant la longueur caractéristique de la zone complètement endommagée, ce qui permet de l'évaluer a priori et de choisir ainsi judicieusement le maillage, est d'abord présentée. Une étude de convergence originale du modèle est également présentée. Ce modèle permettra à l'avenir, en utilisant des techniques numériques ad hoc comme le remaillage ou la décomposition de domaines, de réduire considérablement les temps de calcul qui restent aujourd'hui prohibitifs. Deux protocoles d'identification à l'aide de résultats d'essais de type plaque/plaque sont par ailleurs mis en place. L'application de chacun de ces protocoles à un alliage d'aluminium d'une part et un alliage de titane d'autre part permet, pour la première fois, d'identifier les deux paramètres relatifs à l'effet retard. Enfin, et notamment grâce à l'implantation du modèle qui a été effectuée dans le code de dynamique rapide Europlexus, un certain nombre de simulations sont proposées, permettant d'appliquer et de valider les développements effectuésNumerical simulation is today a usual practice for the design of industrial pieces and structures. In this context, the description of the damage of metals represents a new challenge. But damage models have to face a major difficulty: an abusive mesh dependency of the results which is called localization. In order to solve this problem, a damage model whose rate is limited, also called delayed damage model, was developed. Recent studies showed its aptitudes in dynamic to prevent localization. Its use in dynamic finite element codes implies however new problems to which an answer is proposed. An analytical expression of the size of the fully damaged zone, also called characteristic length, is given initially. This allows to evaluate a priori the adequate mesh size. Coupled to an original convergence analysis of the model, it should allow in the future to reduce considerably computation cost by using appropriate numerical techniques as remeshing, multi-grips methods or domain decomposition. For an industrial application, the length of the calculation remains too large. Furthermore, two ways of identification of the two delayed damage parameters using plates impact experiment are proposed. These two protocols are then applied successively for the first time to an aluminium alloy on the one hand and to an titanium ally on the other. Lastly, the implementation of the model was achieved in the fast dynamic finite element code Europlexus, some simulations are proposed. In the mean time, they allow the application and the validation of the various developments carried out previously
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Sabar, Hafid. "Problèmes d'inclusions à frontière mobile et applications." Metz, 1990. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1990/Sabar.Hafid.SMZ9022.pdf.
Full textAbstract:
On étend la solution du problème d'inclusion plastique et inhomogène d'Eshelby-Kröner au cas où la géométrie de l'inclusion évolue au cours de la transformation avec une vitesse propre différente de la vitesse particulaire. La solution proposée fait apparaitre explicitement la vitesse propre de l'interface inclusion-matrice laquelle obéit également à une loi de comportement dépendante du problème physique traité. Une première application des résultats obtenus est proposée pour expliquer le rôle de la taille des grains sur la limite d'écoulement plastique des polycristaux métalliques. On a souligné également certains effets d'adoucissement liés à la propagation d'une interface (restitution d'énergie élastique). La méthode originale et les nombreux calculs présentés dans ce travail ouvrent un large champ d'investigations micromécaniques qui contribueront au développement des problèmes importants de conception et d'élaboration des matériaux
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El, khaoulani El idrissi Rachid. "Prédiction fiable de l'endommagement ductile par la méthode des éléments finis mixtes : endommagement non local et adaptation de maillage." Paris, ENMP, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00566805.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est le développement d'un modèle numérique fiable et précis pour prédire l'évolution de l'endommagement jusqu'à la rupture dans une structure soumise à des grandes déformations plastiques. Ces développements contribuent à l'enrichissement d'une librairie EF parallèle appelée CIMLib. Pour mieux traiter l'incompressibilité des déformations plastiques, une approximation éléments finis mixtes vitesse-pression avec une discrétisation stabilisée P1+/P1 est utilisée pour la résolution des équations mécaniques. L'intégration d'une loi de comportement élastoplastique endommageable dans cette approximation a été largement abordée. L'évolution de l'endommagement obéit à un modèle de Lemaitre enrichi, où les phénomènes dissipatifs sont couplés et qui prend en compte la nature des sollicitations et l'effet de refermeture des fissures en compression. L'approximation éléments finis avec un comportement adoucissant est fortement dépendante de la discrétisation spatiale dans la phase post-critique. Pour pallier à ce problème, nous avons adopté une méthode de régularisation non locale du gradient implicite. Nous avons choisi un exemple où la localisation est très marquée en bande de cisaillement pour montrer la fiabilité de notre modèle à prédire l'évolution de l'endommagement jusqu'à la rupture de la structure. Un autre axe principal de cette thèse est l'adaptation anisotrope de maillage au phénomène d'endommagement. Une stratégie d'adaptation anisotrope de maillage pilotée par un estimateur de l'erreur d'interpolation a été utilisée afin d'améliorer la précision pour l'endommagement avec un temps de calcul minimal. L'apport de l'adaptation de maillage permet de garantir une meilleure prédiction de l'évolution de l'endommagement jusqu'à la rupture. Son utilisation nous a permis de retrouver numériquement des modes de rupture observés expérimentalement. Dans le cadre de grands cas industriels irréductibles, par exemple à cause de la croissance de l'endommagement, le temps de calcul peut devenir pénalisant. Nous nous sommes donc intéressé à l'accélération de la résolution des grands systèmes linéaires issus d'une approximation éléments finis par les méthodes multigrilles. Un préconditionneur multigrille géométrique a été mis en place. Les premières validations ont montré que ce préconditionneur permet d'avoir une complexité quasi-linéaire en fonction des degrés de liberté. Le modèle numérique ainsi développé peut servir à la simulation des procédés de pose de points d'assemblage des tôles par déformations plastiques, à l'étude de leur tenue mécanique en les soumettant à des sollicitations variées, et à la simulation des procédés de mises en forme à froid des corps solides (emboutissage, forgeage, hydroformage, semi découpe ou découpe des tôles. . . )The aim of this thesis is to develop an accurate numerical model to predict damage growth and failure in ductile solids. These developments are done within a parallel finite element library called CIMLib. To deal with the incompressibility of plastic deformations, a mixed velocity-pressure finite element approximation with a stabilized discretization P1+/P1 is used to solve mechanical equations. The numerical analysis of an elastic-plastic damage law in this approximation has been widely discussed. An enhanced Lemaitre damage evolution law is considered. Coupled dissipative phenomena, influence of stress triaxiality ratio, and crack-closure effects under compressive conditions are taken into account in this formulation. A nonlocal damage approach, based on an implicit gradient formulation, is used. This nonlocal approach enables to avoid the localization phenomenon and the associated mesh dependency. The well-known physical plastic strain localization in shear bands is modelled to prove that the proposed approach gives reliable and physical results. An another main focus of this thesis is the anisotropic mesh adaptation to the damage phenomenon. An anisotropic adaptive meshing scheme has been applied to increase the accuracy of the damage variable with minimum computing time. Moreover the numerical tests have proven that this mesh adaptation strategy allows our approach to predict accurately the expected damaged and fractured areas. The last contribution of this work is the implementation of a geometric multigrid preconditioner in order to allow an efficient computation for large linear systems from a FE approximation. The first validations have shown a quasi-linear growth of the cpu-time as a function of the number of degrees of freedom. The developed numerical model can be used to simulate sheet metal joining processes based on material plastic deformation and to study their mechanical strength. In the future, these developments will also useful for other cold metal forming processes, such as forging, stamping, cutting. .
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Aublive-Conil, Nathalie. "Modélisation du comportement mécanique des argiles raides avec prise en compte de l'endommagement : application aux argilites de l'Est." Cergy-Pontoise, 2003. http://www.theses.fr/2003CERGA001.
Full textAbstract:
Une des solutions retenue par la France pour la gestion des déchets hautement radioactifs et à vie longue est le stockage de ces déchets en formation géologique profonde. La roche qui a été retenue est une argile raide qui se trouve à la limite des départements de la Meuse et de la Haute Marne, ce qui lui a donné son nom : les argilites de l'Est. Un modèle qui reproduit le comportement des argilites est proposé. Dans un premier temps, un modèle élastoplastique endommageable anisotrope a été formulé afin de décrire les dégradations du matériau. Le modèle élastoplastique endommageable est ensuite reformulé afin de mettre en évidence l'influence de l'endommagement sur le comportement hydromécanique du matériau poreux. Les simulations numériques reproduisent correctement le comportement mécanique de la roche mais également l'anisotropie du comportement hydromécanique des argilites de l'Est sous l'effet de cet endommagementThe storage in deep geological formation is one of the solutions retained by France for the management of highly long life radioactive waste. The retained host rock is a claystone named East argillite located in the departments of Meuse and Haute-Marne. A thermodynamic formulation is used to propose a rheological model, which reproduces the mechanical behavior of claystones. Initially, an anisotropic damage plastic model was formulated in order to describe material degradations. Then, the damage plastic model is reformulated in order to taken into account the damage influence on the hydraulic behavior of porous material. The numerical simulations correctly reproduce the mechanical behavior of East Argillites but also the anisotropy of the hydraulic behavior introduced by the damage effect
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Notta-Cuvier, Delphine. "Méthode des Champs Virtuels pour la caractérisation de comportements viscoplastiques et d'endommagement, à partir de mesures de champs mécaniques hétérogènes." Valenciennes, 2011. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/845b29c3-db42-4fa3-ad43-c6d172e0eda1.
Full textAbstract:
Le comportement de matériaux subissant des chargements dynamiques à hautes énergies (impacts, explosions…) est généralement sensible à la vitesse de déformation (viscoplastique) et/ou à l'endommagement. Les procédures classiques de caractérisation des modèles de comportement associés utilisent des essais statiquement déterminés nécessitant le respect d'hypothèses limitatrices. Ainsi, le traitement de champs mécaniques hétérogènes est impossible, ce qui limite l'exploitation des essais à de faibles gammes de déformations et oblige à réaliser plusieurs tests à vitesse de déformation constante pour la caractérisation de la viscoplasticité. Enfin, ces restrictions empêchent de profiter pleinement de la quantité importante d'information accessible par mesures de champs. Une solution est alors de recourir à des essais statiquement indéterminés, permettant d'exploiter des champs hétérogènes. Parmi les outils disponibles, la Méthode des Champs Virtuels (MCV) présente des avantages certains par rapport aux méthodes classiques de recalage par éléments finis. L'accent est mis dans ces travaux sur le développement de la MCV pour la caractérisation du modèle viscoplastique de Johnson-Cook. Un des grands atouts de la MCV est qu'elle permet de caractériser la partie viscoplastique du modèle à partir d'un unique essai en conditions de chargement dynamiques, grâce à son exploitation statiquement indéterminée de champs de déformations et de vitesses de déformations hétérogènes. Une perspective à court terme, dont la faisabilité est vérifiée sur des tests numériques, est l'identification simultanée par la MCV de paramètres de modèles élastoplastiques endommageables (Lemaitre)The behaviour of materials subjected to high-energy dynamic loadings (impacts, blasts…) is usually sensitive to strain-rate (viscoplastic) and/or damage. Conventional procedures for the characterization of corresponding models of behaviour use statically determined tests requiring restrictive hypotheses. So, it is impossible to deal with heterogeneous mechanical fields and the exploitation of tests is limited to small levels of strain. Moreover, several tests have to be performed, at constant strain rate, to characterize viscoplasticity. However, these limitations do not allow to take advantage of the large amount of information available thanks to full-field measurements. One solution is to use statically undetermined tests to deal with heterogeneous fields. Among available tools, the Virtual Fields Method (VFM) has undeniable advantages compared to classic FEMU methods. This study focuses on the development of the VFM for the characterization of Johnson-Cook's viscoplastic model of behaviour. An asset of the VFM is that it makes possible the characterization of the viscoplastic part of the model with only one testing, under dynamic conditions, thanks to a statically undetermined exploitation of heterogeneous strain and strain-rate fields. A short-term prospect is to use the VFM to identify parameters of elastoplastic models of behaviour coupled with damage (e. G. Lemaitre). The feasibility was demonstrated for numerical data