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1
Ong, Chee Fatt. "Computer-aided design of tension structures." Thesis, City University London, 1992. http://openaccess.city.ac.uk/7994/.
Full textAbstract:
This thesis consists of three parts. Part I (chapters 1-4) gives a review and description of the basis for the numerical modelling of tension structures. The discussion in Part I leads to the conclusion of a need for an interactive design procedure for tension structures which is the subject under consideration in Part II (chapters 5-7). In the design of tension structures, an area which requires special attention is the dynamic response often initiated by the action of a natural wind. In Part III (chapters 8 and 9), this area is examined in detail and a strategy is proposed to give an improved modelling of dynamic response. The numerical procedure developed is assessed by comparison with previously reported test results for a pneumatic dome. Chapter 1 gives a general introduction to tension structures, and their main characteristics and behaviour are briefly described. From both the structural and architectural points of view, tension structures (classified as either prestressed cable nets or doubly curved membranes) do offer a number of benefits which arise from their characteristics and behaviour. The different types of cable nets which can be contructed are outlined, and various possible types of membrane structures and membrane materials which can be used are described. In addition, the form-finding and load analysis stages in the design process of tension structures are briefly discussed. An overview of Parts I, II and III of this thesis is also included. As a result of the flexible nature of a tension structure, large deformations often occur under loads acting normal to the surface. In addition, the coated woven fabrics exhibit material non-linearities, ie. the material properties vary under loads. In other words, a full non-linear structural analysis accounting for both material and geometric non-linearities is required in order to give a realistic modelling of the behaviour of a tension structure. Chapter 2 reviews numerical methods which have been widely reported for dealing with nonlinear structural analysis. From the review, it will be noted that the dynamic relaxation (DR) method is well suited to solving the highly non-linear problems which occur particularly in the case of tension structures. The dynamic relaxation method with a finite element idealisation of the structure is chosen as the solution scheme for all the analysis work in this thesis, and a detailed description of the method is given in chapter 3. Features of the method which are particularly useful for the design of tension structures are: (a) the effective decoupling of the equations of compatibility and equilibrium which allows complex material properties modelling and the use of slip cables, etc., and (b) the use of a 'kinetic' damping procedure which permits gross changes in support geometries to be made during interactive form-finding without the possibility of numerical instability. Although the main surface spanning elements may be purely tensile, many tension structures will employ compression and bending elements for their support. For example, as a means of providing support to a large span tension structure, a compression boundary is considered to be an efficient alternative to tension anchorages. In a sense, a compression boundary is complimentary to the tension elements in the structure as these elements also act as supports to the compression boundary. This gives the advantage of a compression boundary comprising of slender sections. The compression boundary is modelled as a series of beam elements. The moment-curvature equations of a beam element expressed in the form of natural stiffness relations, are developed in chapter 4. In addition, the non-linearities, both geometric and material, and boundary conditions which can be dealt with by the beam elements are considered. An outline is given of the implementation of the beam elements using the dynamic relaxation method. Included in chapter 4 are also the results to test problems which have been set up in order to validate the underlying theory and implementation of the beam elements. As tension structures often exhibit complex surface curvatures, a study of surfaces, their properties and behaviour is appropriate, and useful in the understanding of concepts applied in the design process. This study is the subject of chapter 5 which focusses on the relevant topics of differential geometry. A few useful ideas from differential geometry form the basis of certain procedures implemented into the form-finding and patterning stages being considered in chapter 6. The derivation of the equilibrium equations for a surface when acted on by applied loads is also given in chapter 5. The discussion in chapter 6 is about the stages of form-finding and static load analysis in the design process. A review of the available solution methods for the form-finding problem are given in this chapter. In these methods, the solution can be for either the unknown geometry or unknown stresses, or both. The adopted approach in this thesis is to solve for the unknown equilibrium geometry given the stress distributions, and initial and boundary conditions. The controls which can be used during form-finding to achieve the desired geometries of cable nets and membrane structures are discussed. The equilibrium geometry derived from the form-finding stage has to be subsequently evaluated for its performance under loads at the load analysis stage. After an equilibrium geometry which behaves satisfactorily under loads has been achieved, the corresponding cutting patterns are developed in the case of membrane structures. Recent advances in interactive computer graphics technology have made it possible to develop a fully interactive CAD system for tension structures. The development of such a CAD system is the subject of discussion in chapter 7. The CAD system integrates together the form-finding, load analysis and fabrication patterning stages, resulting in a continuous design process. It demonstrates how the various concepts discussed in Part I of this thesis fit together within an interactive environment implemented with an effective and functional user interface. It is illustrated in chapter 7 how such a user interface has been achieved. The CAD system fully exploits the capabilities offered by the available computer hardware such that the computations involved during analysis of the structure, in generation of surface shaded graphic images and so on, can be executed at very high speeds. As a result, the CAD system can respond quickly to the user and is thus consistent with the interactive nature of the design process. The discussion in chapter 7 also provides an insight into the various procedures involved throughout the design process. The CAD system has produced a number of benefits of which the main one is the saving in design time which has been achieved. As the CAD system is highly user friendly, only a short learning period is required, thus enabling it to be used more widely among designers. The CAD system also serves as a useful tool for the communication of ideas between the engineer and the architect. In the design of a tension structure unlike that of a conventional building, there is often close cooperation between the engineer and the architect right from the early stages of conceptual development. In chapter 8, the possible loads which may act on a tension structure during its service life are considered. These loads are applied to the structure at the load analysis stage in the design process. In most cases, the design loads are those due to snow and wind. An accurate assessment of the loads is essential in order to achieve a structurally sound and economic design. In addition, it should be possible to represent the loads in a form which can be easily applied in the structural analysis. The considerations which are involved in the assessments of the snow and wind loads are outlined.
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Tsai, Frank J. (Frank Jin-Fong) 1976. "Distributed active control for tension structures." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2000. http://hdl.handle.net/1721.1/81544.
Full text
3
Pargana, Julio Balsa. "Realistic modelling of tension fabric structures." Thesis, Imperial College London, 2004. http://hdl.handle.net/10044/1/51483.
Full textAbstract:
An accurate and reliable analysis capability for Tensioned Fabric Structures (TFS) constructed from plain weave PTFE coated glass-fiber fabric has been developed in this work. This analysis facility has in turn enabled an investigation of the behaviour and design of TFS to be conducted. The investigation has revealed deficiencies in current design procedures, which may ultimately result in compromised design, as these are founded on unrealistic overly simplistic design assumptions. The analysis facility developed is based on finite element analysis, and utilizes newly purpose developed elements and a specially developed material model for the fabric component of structures. The new elements and material model for fabric have been integrated into ADAPTIC (Izzuddin, 1991), an advanced nonlinear structural analysis program, allowing real structures to be analysed. The analysis facility developed enables analytical structural models to converge closer to physical reality than allowed by existing analysis facilities, which is attributed to the robust assumptions upon which the new analysis facility is based. As an example of such a robust assumption, fabric patterns are taken to be flat in their unstressed state, a realistic assumption ignored by typical current analysis capabilities for TFS. The accuracy and reliability of the developed finite elements and material model for the fabric are demonstrated to be high, through an appropriate number of verification examples and comparison of experimental test data, for the material response, against the modelled response. Confidence in the analysis facility is thus guaranteed. The work also contains a theoretical deliberation of the current design procedure, the integrated design procedure and a new design procedure called the combined design procedure. The combined design procedure, so called as it is based on both the current design procedure and the integrated design procedure, offers the prospect of considerable improvements to the overall design process for TFS.
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Cao, J. J. "Tension circular flange joints in tubular structures." Thesis, University of Manchester, 1995. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.527696.
Full text
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Gribniak, Viktor. "Shrinkage Influence on Tension-Stiffening of Concrete Structures." Doctoral thesis, Lithuanian Academic Libraries Network (LABT), 2009. http://vddb.library.lt/obj/LT-eLABa-0001:E.02~2009~D_20091102_090235-06535.
Full textAbstract:
Due to the use of refined ultimate state theories as well as high strength concrete and reinforcement, resulting in longer spans and smaller depths, the serviceability criteria often limits application of modern reinforced concrete (RC) superstructures. In structural analysis, civil engineers can choose between traditional design code methods and numerical techniques. In order to choose a particular calculation method, engineers should be aware of accuracy of differ-ent techniques. Adequate modelling of RC cracking and, particularly, post-cracking behaviour, as one of the major sources of nonlinearity, is the most im-portant and difficult task of deformational analysis. In smeared crack approach dealing with average cracking and strains, post-cracking effects can be modelled by a stress-strain tension-stiffening relationship. Most known tension-stiffening relationships have been derived from test data of shrunk tension or shear mem-bers. Subsequently, these constitutive laws were applied for modelling of bend-ing elements which behaviour differs from test members. Furthermore, such re-lationships were coupled with shrinkage effect. Therefore, present research aims at developing a technique for deriving a free-of-shrinkage tension-stiffening re-lationship using test data of shrunk bending RC members. The main objective of this PhD dissertation is to investigate shrinkage influence on deformations and tension-stiffening of RC members subjected to short-term loading.
Present... [to full text]Pastaraisiais metais vis plačiau taikant stiprųjį betoną bei armatūrą, konst-rukcijų perdengiamos angos didėja, o skerspjūviai mažėja. Todėl projektuojant standumo (įlinkių) sąlyga vis dažniau tampa lemiamu veiksniu. Inžinieriai gelž-betoninių konstrukcijų apskaičiavimams gali taikyti empirinius normų arba skai-tinius metodus. Vieno ar kito skaičiavimo metodo parinkimas turi būti pagrįstas statistiniais tikslumo analizės rezultatais. Yra žinoma, kad adekvatus gelžbetoninio elemento pleišėjimo (ypač plyšių vystymosi stadijos) modeliavimas yra vienas sudėtingiausių netiesinės mechani-kos uždavinių. Toks uždavinys gali būti išspręstas taikant vidutinių plyšių kon-cepciją, kai pleišėjimo proceso modeliavimui naudojama tempiamojo betono vidutinių įtempių ir deformacijų diagrama. Dauguma tokių diagramų gautos, naudojant tempimo arba šlyties bandymo rezultatus. Pabrėžtina, kad šių diagra-mų taikymas lenkiamųjų gelžbetoninių elementų modeliavime duoda nemažas paklaidas. Kitas svarbus aspektas yra tai, kad gelžbetoniniuose bandiniuose, iki juos apkraunant trumpalaike apkrova, vyksta betono susitraukimas. Šiame darbe buvo siekiama sukurti metodą, leidžiantį pagal eksperimentinius lenkiamųjų gelžbetoninių elementų duomenis gauti tempiamojo betono vidutinių įtempių ir deformacijų diagramas, įvertinant betono susitraukimo įtaką. Pagrindinis diser-tacijos tikslas yra įvertinti ikieksploatacinių betono susitraukimo ir valkšnumo poveikį gelžbetoninių elementų, apkrautų trumpalaike apkrova... [toliau žr. visą tekstą]
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Son, Miriam Euni. "The design and analysis of tension fabric structures." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2007. http://hdl.handle.net/1721.1/39275.
Full textAbstract:
Thesis (M. Eng.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Civil and Environmental Engineering, 2007.Includes bibliographical references (leaf 48).
Although tensioned fabric structures are increasingly in demand, since they are comparatively new to the engineering world, there are relatively limited resources available about such structures. This report reviews the topics that encompass the design and analysis of tensioned fabric structures. First, an overview of the conceptual basis of tensioned membranes is discussed, as well as the different shapes that are formed using manipulations of the basic concept. Since the material properties play a key role in the durability of tension fabric structures, the ideal material characteristics, as well as the current available fabrics are described. Both the strength of the employed materials and the load considerations for design are outlined. The report follows by explaining the process of roughly assessing the scope of a project, as well as the variety of non-linear analysis that must be performed and the methods used to perform them. This report concludes with key connection details that must be considered for a successful tension fabric structure.
by Miriam Euni Son.
M.Eng.
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Lam, Daniel F. "STRAIN CONCENTRATION AND TENSION DOMINATED STIFFENED AEROSPACE STRUCTURES." University of Akron / OhioLINK, 2006. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1145393262.
Full text
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Tahir, Hakim. "Conception et réalisation de structures IGBTs bidirectionnelles en courant et en tension." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00634449.
Full textAbstract:
Dans ce mémoire, nous proposons une structure IGBT symétrique en courant et en tension. Cet interrupteur monolithique et commandé par MOS devrait pouvoir remplacer la structure triac, actuellement le seul dispositif bidirectionnel monolithique commercialisé, dans des applications sur le réseau alternatif. En effet, le triac est un composant commandé en courant et nécessite une énergie de commande élevée par rapport aux structures commandées en tension. Nous avons dans un premier temps analysé les principales structures bidirectionnelles commandées en tension proposées dans la littérature afin de déterminer leurs avantages et leurs limitations. Nous avons ensuite étudié, conçu et réalisé la structure IGBT bidirectionnelle en courant et en tension. L'étude menée utilise des simulations 2D afin d'évaluer l'influence des paramètres technologiques et géométriques sur les performances en conduction et en commutation de l'IGBT bidirectionnel. Deux voies technologiques pour la réalisation du composant ont été proposées et intégrées dans la filière IGBT du LAAS. La première voie est basée sur l'utilisation de la technique de photolithographie double face et la deuxième est basée sur la technique de soudure directe Si/Si. Une analyse approfondie des deux techniques nous a permis de mettre en évidence les atouts et les limites de chaque technique. Enfin, nous avons proposé une autre structure bidirectionnelle en courant et en tension, commandée par MOS et à électrodes coplanaires. En effet, cette structure originale a toutes ses électrodes de puissance et de commande sur une seule face du substrat ce qui permet de remédier à la difficulté d'encapsulation rencontrée avec la plupart des structures bidirectionnelles proposées dans la littérature. Cette architecture originale devrait en outre faciliter, en utilisant des techniques d'interconnexion 3D, l'intégration in package du dispositif de puissance avec sa commande. Une analyse du fonctionnement de cette structure est effectu ée à l'aide de simulations 2D et des éléments de conception et de réalisation ont été donnés.
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Kim, Joun S. "A Comparison Study of Composite Laminated Plates With Holes Under Tension." DigitalCommons@CalPoly, 2017. https://digitalcommons.calpoly.edu/theses/1895.
Full textAbstract:
A Comparison Study of Composite Laminated Plates with Holes under Tension
A study was conducted to quantify the accuracy of numerical approximations to deem sufficiency in validating structural composite design, thus minimizing, or even eliminating the need for experimental test. Error values for stress and strain were compared between Finite Element Analysis (FEA) and analytical (Classical Laminated Plate Theory), and FEA and experimental tensile test for two composite plate designs under tension: a cross-ply composite plate design of [(0/90)4]s, and a quasi-isotropic layup design of [02/+45/-45/902]s, each with a single, centered hole of 1/8” diameter, and 1/4" diameter (four sets total). The intent of adding variability to the ply sequences and hole configurations was to gauge the sensitivity and confidence of the FEA results and to study whether introducing enough variability would, indeed, produce greater discrepancies between numerical and experimental results, thus necessitating a physical test. A shell element numerical approximation method through ABAQUS was used for the FEA.
Mitsubishi Rayon Carbon Fiber and Composites (formerly Newport Composites) unidirectional pre-preg NCT301-2G150/108 was utilized for manufacturing—which was conducted and tested to conform to ASTM D3039/D3039M standards.
A global seed size of 0.020, or a node count on the order of magnitude of 30,000 nodes per substrate, was utilized for its sub-3% error with efficiency in run-time.
The average error rate for FEA strain from analytical strain at a point load of 1000lbf was 2%, while the FEA-to-experimental strains averaged an error of 4%; FEA-to-analytical and FEA-to-tensile test stress values at 1000lbf point load both averaged an error value of 6%. Suffice to say, many of these strain values were accurate up to ten-thousandths and hundred-thousandths of an in/in, and the larger stress/strain errors between FEA and test may have been attributed to the natural variables introduced from conducting a tensile test: strain gauge application methods, tolerance stacks from load cells and strain gauge readings.
Despite the variables, it was determined that numerical analysis could, indeed, replace experimental testing. It was observed through this thesis that a denser, more intricate mesh design could provide a greater level of accuracy for numerical solutions, which proves the notion that if lower error rates were necessitated, continued research with a more powerful processor should be able to provide the granularity and accuracy in output that would further minimize error rates between FEA and experimental. Additionally, design margins and factors of safety would generally cover the error rates expected from numerical analysis.
Future work may involve utilizing different types of pre-preg and further varied hole dimensions to better understand how the FEA correlates with analytical and tensile test results. Other load types, such as bending, may also provide insight into how these materials behave under loading, thus furthering the conversation of whether numerical approximations may one day replace testing all together.
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Mashoof, M. "Dynamic modelling and analysis of tension structures with particular reference to guyed masts." Thesis, University of Westminster, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.233061.
Full text
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Villard, Bruno. "Réalisation de structures haute tension a partir d'un procédé ASIC CMOS 0,7 micron." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0130.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est de développer des structures haute tension permettant la réalisation dinterfaces entre le circuit intégré et les charges extérieures. Ce dernier a eu lieu dans le cadre d'un contrat CIFRE, dans l'entreprise fondeuse de circuits intégrés: ATMEL-ES2, à Aix-en -Provence. L'industriel souhaitait que soit apporté un nombre minimal de modifications à sa technologie support CMOS, pour répondre à ce cahier des charges; cette contrainte a été rédhibitoire quant à l'éventail des choix de modifications. Nous nous sommes appuyés sur des simulations bidimensionnelles, de la technologie et du comportement électrique, des composants à concevoir, puis fabriquer. Le résultat (la tenue en tension essentiellement, mais aussi une valeur raisonnable des courants de saturation et d'assez faibles valeurs des résistances à l'état passant) a été atteint en rajoutant une implantation spécifique pour le NMOS et pour le PMOS, latéraux auto-isolés (LD-MOS). La haute tension est séparée de la grille par un oxyde de champ, au-dessous duquel prend place la jonction haute tension. Divers paramètres dimensionnels critiques nous ont amené à dessiner et caractériser électriquement de nombreux transistors. Nous avons mis en évidence un certain nombre d'effets parasites, comme le perçage, la mise en fonction de transistors bipolaires, l'effet d'avalanche, des courants de fuite par le substrat. Des études en vieillissement ont montré, en outre, une faiblesse du LD-NMOS, due à l'ionisation par impact. Les techniques d'anneaux de garde autour des jonctions haute tension ont été efficientes, en "adoucissant" et écartant les lignes équipotentielles. L'optimisation a permis, in fine, d'atteindre 70V pour la tension de claquage du LD-NMOS et -52V pou le LD-PMOS. Cette nouvelle technologie a été validée par la réalisation d'une interface de sortie convertissant un signal logique 0-5V en un signal logique 0-haute tension ; la modélisation et l'extraction des paramètres électriques (SPICE) a permis de comparer, avec un bon accord, simulations et mesures, sur ce circuit démonstrateurIn this work, we develop high voltage structures from a submicronic SV CMOS process of ATMEL-ES2 industry. They will be employed as drivers for loads. This technology used only two masks in addition to standard p-well one. Design optimization has been achieved to meet the needs of both CMOS and high voltage devices. Bidimensional simulations for both the process and the device, have been indeed quite a good tool to design these structures. Self-isolated lateral doubled diffused MOS have been optimized, to obtain a 70V and -52V voltage strength, for the NMOS and PMOS one respectively, with some good saturation current and on-resistances. The high voltage is isolated from the gate by a field oxide. Parasitic effects, like punch-through, bipolar transistor, as well impact ionization and leakage current through the substrate, have been pointed out and quite well lowered. Eldering has been also investigating, especially concerning the lateral NMOS transistor. Guard rings, surrounding the high voltage junction have proved their capability by smoothing and separating equipotential lines. Finally, we have realized a driver circuit, which convert a 0-5V logic signal to a 0-high voltage logic level; circuit simulations and measurements are both in good agreement
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Hansen, Matthew Martin Kenneth. "Optimization of Conformal Joints in Axial Tension." The Ohio State University, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1355847865.
Full text
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Jervis, Mark T. "Some effects of surface tension on water waves and water waves at a wall." Thesis, University of Bristol, 1996. http://hdl.handle.net/1983/d25e7f7d-bea4-4f94-a524-ebdeff698b95.
Full textAbstract:
The work presented here mainly concerns the effects of surface tension on steep gravity waves. These are investigated by extending a numerical program to include surface tension. The work has been influenced by contact with coastal engineers, and as a result the third chapter is devoted to the study of waves near a wall, in particular on shallow water. The two themes are brought together in the final substantial chapter which has significant implications for the extrapolation of results from small scale experiments to prototype scale. Chapter 1 introduces capillary waves. In chapter 2, results from the potential flow solver for nonlinear almost steady waves are compared with the theoretical work of Longuet-Higgins (1963,1995) and experiments Perlin, Ting & Lin (1993) and found generally to be in agreement. Some differences between our numerical results and the work of these authors are highlighted and explained. Chapter 3 relates to coastal engineering applications and considers a different type of surface wave, the gravity waves found in front of coastal structures. The study focuses on the hydrodynamic parameters on the bed under such waves. In particular, trends as the water depth is decreased and the failure of linear theory on shallow depths. Study of the interaction of such waves with coastal structures is continued in chapter 4. The flow of water due to the overtopping of a vertical wall by waves is modelled. Results for overtopping volume per wave are in general agreement with experimental data on overtopping rates. The model is used to investigate the effect of different shapes for bed geometry in front of the wall. The preceding chapters are brought together in the final sections. The inclusion of surface tension allows us to perform overtopping calculations for the small scale waves often used in wave experiments. We find that surface tension can significantly affect the overtopping volumes and run-up heights
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Bourennane, Abdelhakim. "Etude et conception de structures bidirectionnelles en courant et en tension commandées par MOS." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30098.
Full textAbstract:
Ces travaux s'inscrivent dans le contexte de l'intégration fonctionnelle. Nous nous intéressons plus particulièrement aux interrupteurs bidirectionnels commandés par MOS. Ces interrupteurs devraient pouvoir remplacer le triac dans les applications domestiques. En effet, le triac est un composant commandé en courant nécessitant une énergie de commande relativement élevée par rapport aux dispositifs commandés en tension. Ainsi, dans un premier temps nous avons analysé la plupart des structures proposées dans la littérature afin de déterminer leurs avantages et leurs limitations, et dans un second temps, nous avons proposé de nouvelles structures. La première est un MOS-triac qui permet de doter le triac d'une impédance d'entrée élevée, et d'avoir une structure triac commandée en tension. Cette structure a été analysée, à l'aide de simulations 2D, conçue, réalisée et caractérisée. La deuxième structure est un MOS-thyristor bidirectionnel en courant et en tension. Elle utilise un nouveau principe de mise en conduction dans le troisième quadrant de fonctionnement. En effet, ce principe est utilisé pour la première fois dans les dispositifs de puissance. Afin de vérifier que l'IGBT latéral est en mesure de fournir un courant nécessaire pour le déclenchement du thyristor vertical, un IGBT latéral et un thyristor vertical ont été réalisés et associés de manière hybride. La caractérisation de ces deux composants a montré qu'il est possible d'obtenir le fonctionnement souhaité en associant monolithiquement ces deux composants. Enfin, La dernière structure proposée est un MOS thyristor bidirectionnel en courant et en tension dont les électrodes de commandes et de puissance sont sur la même face du substrat de silicium. Cette particularité devrait faciliter l'intégration d'éléments passifs avec ce dispositif de puissance. L'analyse du fonctionnement de cette structure est effectuée à l'aide de simulations 2D et des éléments de conception ont été donnés dans l'optique de les réaliser.This thesis work deals with the design of new MOS gated ac switch structures for ac mains applications, using functional integration. These devices are intended to replace the triac in ac mains applications. Indeed, the triac is a current controlled device requiring moderate amount of control power compared to voltage controlled devices. To develop new structures, the MOS controlled bidirectional devices proposed in the state of th art were analysed and their advantages as well as their drawbacks were highlighted. The first structure that we proposed is a MOS-riac that allows to have a triac structure with high input impedance and a voltage controlled structure. This structure is analysed using 2D simulations, designed, realised and we gave some experimental results. The second structure is a voltage and current bidirectional MOS-thyristor device. This structure uses a new type of triggering mode in the third quadrant of operation. Indeed, this mode of triggering is used for the first time in power semiconductor devices. To check that the lateral IGBT is capable of supplying the necessary current to turn-on the vertical thyristor, a lateral IGBT and a vertical thyristor were realised separately. The characterisation of these two components showed that it is possible to obtain the desired operation by integrating monolithically these two components. The third and last structure we proposed is also a bidirectional MOS controlled device. .
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Linn, John Ross. "Characterizing Interfacial Bonds in Hybrid Metal AM Structures." BYU ScholarsArchive, 2018. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/7030.
Full textAbstract:
The capabilities of various metal Additive Manufacturing (AM) processes, such as Powder Bed Fusion – Laser (PBF-L) and Direct Energy Deposition (DED) are increasing such that it is becoming ever more common to use them in industrial applications. The ability to print atop a substrate broadens that scope of applications. There is ongoing research regarding the mechanical properties of additively processed materials, but little regarding the interaction between additive material and its substrate. An understanding of the mechanical and performance properties of the AM/substrate interface is imperative. This paper describes a study of the strength properties of AM/substrate interfaces, with respect to torsion and tension, and compares them to their fully wrought and fully additive counterparts. PBF-L and DED are used to produce tensile and torsion test specimens of two different materials, SS316L and M300 steels. This provides sufficient variety in testing for a confident analysis to be made.
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Kolb, William Blake. "The coating of monolithic structures analysis of flow phenomena /." Access abstract and link to full text, 1993. http://0-wwwlib.umi.com.library.utulsa.edu/dissertations/fullcit/9318176.
Full text
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Canepari, Anna. "Macro-modélisation des structures MOS "haute tension" intégrées avec prise en compte de l'auto-échauffement." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0128/these.pdf.
Full textAbstract:
L'industrie de la microélectronique est aujourd'hui une industrie prospère investie dans les secteurs économiques à bon potentiel de croissance (informatique, télécommunications. . . ). Parmi tous les composants produits en microélectronique, les dispositifs MOS de puissance occupent une place fondamentale. Il s'agit de composants à semiconducteur utilisés principalement dans deux domaines. Ils servent pour contrôler le niveau de courant dans les moteurs électriques, les équipements électroniques et les voitures. D'autre part, ils régulent et stockent de la puissance dans les équipements électroniques portables. Depuis leur apparition dans les années 1970, les dispositifs MOS de puissance ont été intégrés avec des fonctions de plus en plus complexes. Cela a conduit au début des années 1990 à l'idée de la technologie "smart power". Cette technologie a été crée pour fournir l'interface entre le contrôle logique digital et la charge de puissance. Elle intègre les dispositifs de puissance avec des fonctions de contrôle, protection et logique intégrée. Le but est de produire des composants de puissance de plus en plus petits, à basse consommation et à bas coût. Ces dispositifs innovants, qui sont un sujet de recherche porteur dans l'industrie de la microélectronique, doivent être modélisé en SPICE. La modélisation est essentielle afin de pouvoir simuler le comportement des circuits intégrés avant de les dessiner et de les intégrer. Cette thèse a été réalisée au sein de l'équipe de modélisation des dispositifs MOS haute tension (MOS HV) de STMicroelectronics à Crolles. Cette équipe a pour mission de fournir des modèles SPICE pour les dispositifs HV aux concepteurs. Les modèles électriques doivent être capables de reproduire avec précision le comportement des dispositifs dans les régimes DC, AC et grand signal pour des températures comprises entre -40 °C et jusqu'à 200 °C pour certaines applications. Tous les dispositifs MOS HV dissipent une forte puissance. Si cette puissance ne peut être évacuée efficacement, une élévation de la température de fonctionnement du dispositif va se produire. Ce phénomène d'auto-échauffement est d'autant plus important que la puissance dissipée est élevée. Ce phénomène est par exemple bien connu dans les technologies MOS sur substrat SOI. Dans ce cas en effet l'oxyde enterré fonctionne comme un très bon isolant thermique. En ce qui concerne les MOS HV, des élévations de température de 100 °C sont courantes pour des applications de téléphonie. L'impact sur les caractéristiques éléctriques n'est donc pas négligeable. L'objectif de cette thèse est d'améliorer la prise en compte du phénomène d'auto-échauffement dans le modèles des MOS HV. Cela implique d'une part d'évaluer les méthodes de modélisation publiées dans la littérature et de proposer des améliorations. D'autre part, afin de déterminer le plus finement possible les paramètres relatifs à l'auto-échauffement du modèle, il est essentiel d'évaluer aussi les méthodes d'extraction de ces paramètres. Ces études supposent évidemment une bonne compréhension de la modélisation du MOS HV standard, c'est à dire sans prise en compte de l'auto-échauffement
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Canepari, Anna Chante Jean-Pierre. "Macro-modélisation des structures MOS "haute tension" intégrées avec prise en compte de l'auto-échauffement." Villeurbanne : Doc'INSA, 2007. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=canepari.
Full text
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Phung, Luong Viêt. "Etude de structures d'interrupteurs intégrables bidirectionnels en tension et en courant : le transistor bipolaire symétrique." Thesis, Tours, 2010. http://www.theses.fr/2010TOUR4039/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse traitent de la modélisation d’un interrupteur bipolaire commandable monolithique bidirectionnel en tension et en courant et s’inscrivent dans la gestion de l’énergie dans l’habitat. L’objectif est de concevoir un interrupteur à faible perte énergétique capable de s’intégrer au sein d’une électronique de commande intelligente.Ces travaux s’intéressent dans un premier temps aux différentes solutions existantes destinées à notre application. A travers cette étude, on présente ainsi les avantages et les inconvénients des interrupteurs discrets ou encore des solutions monolithiques. On s’intéresse ensuite à l’étude d’un transistor bipolaire de puissance symétrique vertical. A l’aide de simulations par éléments finis, une étude bidimensionnelle et statique a permis de valider sa fonctionnalité à savoir son aptitude à fonctionner sous le réseau alternatif domestique. L’étude se concentrera ensuite sur les différentes technologies destinées à l’améliorer. En optant pour des caissons fortement dopés judicieusement placés au niveau de la base, il est démontré que les performances d’un tel composant peuvent être augmentées grâce au phénomène d’autoblindage. Finalement, dans le but de simplifier la réalisation de cet interrupteur, la technologie du RESURF sur SOI a été retenue. La structure, latérale, a ensuite été étudiée grâce à des simulations statiques bidimensionnelles puis tridimensionnelles qui ont mis en valeur l’intérêt de cette technologie tant au niveau de la conception qu’au niveau de la réalisation de la structureThis study deals with the modeling of a monolithic switch bidirectional in current and voltage with full turn-off control for household appliances. The goal is to design a low losses switch which can be integrated to smart electronics functions. These works are focused, first, on discrete and monolithic existing solutions designed for such appliances before pointing out their main advantages and drawbacks. Monolithic structures are preferred over discrete ones thanks to their easiness to be integrated among other structures on the same substrate. The study is focused then on a vertical and symmetrical power bipolar transistor. 2D static simulations in finite elements performed on the structure confirm its ability to work on the mains. Further studies underline the possibility to improve it. By implementing around the active base heavily doped caissons which create a shielding effect, one can increase the structure performances. Finally, to simplify the switch processing steps, SOI RESURF technology is chosen. The lateral structure is studied thanks to 2D and 3D simulations which emphasize the benefits of such technology on both its design and manufacturing process
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Tewari, Anurag. "Adaptive tension, self-organization and emergence : A complex system perspective of supply chain disruptions." Thesis, Cranfield University, 2017. http://dspace.lib.cranfield.ac.uk/handle/1826/12603.
Full textAbstract:
The purpose of this thesis was to explore how microstate human interactions produce macro level self-organization and emergence in a supply disruption scenario, as well as discover factors and typical human behaviour that bring about disruptions. This study argues that the complex adaptive system’s view of complexity is most suited scholarly foundation for this research enquiry. Drawing on the dissipative structure based explanation of emergence and self-organization in a complex adaptive system, this thesis further argues that an energy gradient between the ongoing and designed system conditions, known as adaptive tension, causes supply chains to self-organize and emerge.
This study adopts a critical realist ontology operationalized by a qualitative case research and grounded theory based analysis. The data was collected using repertory grid interviews of 22 supply chain executives from 21 firms. In all 167 cases of supply disruptions were investigated.
Findings illustrate that agent behaviours like loss of trust, over ambitious pursuit, use of power and privilege, conspiring against best practices and heedless performance were contributing to disruption. Impacted by these behaviours, supply chains demonstrated impaired disruption management capabilities and increased disruption probability. It was also discovered that some of these system patterns and microstate agent behaviours pushed the supply chains to a zone of emergent complexity where these networks self-organized and emerged into new structures or embraced changes in prevailing processes or goals. A conceptual model was developed to explain the transition from micro agent behaviour to system level self-organization and emergence. The model described alternate pathways of a supply chain under adaptive tension.
The research makes three primary research contributions. Firstly, based upon the theoretical model, this research presents a conceptualization of supply chain emergence and self-organization from dissipative structures and adaptive tension based view of complexity. Secondly, it formally introduces and validates the role of behavioural and cognitive element of human actions in a supply chain scenario. Lastly, it affirms the complex adaptive system based conceptualization of supply chain networks. These contributions succeed in providing organizations with an explanation for observed deviations in their operations performance using a behavioural aspect of human agents.
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Onat, Erdal. "Tension And Cooperation In Transatlantic Relations With Regard To Iraq." Master's thesis, METU, 2005. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12606187/index.pdf.
Full textAbstract:
This thesis analyzes the wavering characteristic of the relations between the United States and the European powers by taking the Iraqi war of 2003 as a case in point. The tension in transatlantic relations that emerged with the US&rsquoIraqi invasion in March 2003 is analyzed within the framework of the structural analysis. The broader context of the causes of tension in transatlantic relations is further explored. The US&rsquo
Iraqi invasion has demonstrated us that she wants to reproduce her Middle Eastern policy by having a direct possession over the power structures. This fact led to the opposition of two main European powers, namely France and Germany. Those countries, which might be regarded as constituting the Franco-German axis, have been trying to involve into the US&rsquo
policy of reproducing the power structures. Whether the US is willing to give the Franco-German axis this role is also a key point, which is explored. Furthermore, in the thesis, attempts of the US and the Franco-German axis towards mending the fences in transatlantic relations that have been deteriorated with the Iraqi crisis are analyzed. The thesis seeks to show that the prospects for cooperation in transatlantic relations are an open-ended process due to the fact that there are both existing problems and opportunities for cooperation in transatlantic relations.
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Lecieux, Yann. "Étude numérique et expérimentale des instabilités hors plan des films minces en tension : application aux structures spatiales." Nantes, 2010. http://www.theses.fr/2010NANT2042.
Full textAbstract:
Au cours des dernières années, de nombreux concepts de structures spatiales dépliables ou gonflables constituées de membranes de grande dimension ont vu le jour. Cependant, les films minces de faible épaisseur utilisés dans ces réalisations se plissent lorsqu’ils sont soumis à des contraintes de compression. L’existence de plis sur ces surfaces peut affecter la performance de certains dispositifs jusqu’à les rendre totalement inutilisables. C’est la raison pour laquelle la prédiction de l’apparition des zones plissées et de leur géométrie est un axe de recherche important pour les acteurs de l’industrie spatiale. L’objectif de ces travaux est de proposer un ensemble d’outils permettant la simulation du plissement des films minces avec la méthode des éléments finis. La robustesse de nos procédures de calcul devra être évaluée en confrontant nos résultats numériques avec des données d’essai. La première partie de l’étude est consacrée à la constitution d’une base de données expérimentale en procédant au relevé de la forme des ondulations sur des éprouvettes bi-axiales soumises à des trajets de chargement variés. Ces mesures sont destinées à l’évaluation des procédures de prédiction des plis par la méthode des éléments finis. La faible épaisseur des films utilisés engendre des difficultés numériques qui nous ont amené à discrétiser ces structures avec des éléments finis coque sans degrés de liberté en rotation. Pour la résolution du problème de lambement de ces films minces, deux techniques ont été testées : la méthode d’analyse post-bifurcatoire et la minimisation de l’énergie potentielle totale avec l’algorithme de gradient conjuguéOver the past years there has been a large number of new structural concepts for large spacecraft applications involving stretched membranes. However, the membranes used in gossamer structures cannot undergo compressive stress because of their small bending stiffness. The result of compressive stress is that buckling occurs leading to membrane wrinkling. This may affect the performance and the reliability of the flexible gossamer structures. Thus, the prediction of wrinkle patterns in membrane surfaces is one of the many current technological interests in the aerospace industry. The main purpose of this work is to propose a method able to predict wrinkling of thin structures. The ability of the wrinkling procedures to do it has to be compared to experimental results. Firstly we present an experimental study of the wrinkle patterns that appear on flat membranes. Experiments were carried out on cruciform specimens stretched under in-plane uncoupled biaxial loads. Experimental data are used as validation cases for numerical procedures of wrinkling simulation with the finite element method. Because of the small thickness of membranes, the shell element behavior can present numerical locking mechanism. To avoid it, thin structures are discretized with rotation free shell elements. Then, to predict films wrinkling, two numerical methods were tested : post buckling analysis and minimization of the total potential energy using the conjugate gradient algorithm
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Ondo, Ndong Bienvenue. "Onduleurs de tension pour actionneurs électriques : fiabilisation par la séparation des cellules de commutation et reconfiguration." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20097/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire de thèse s'inscrit dans le cadre du programme « avion plus électrique », il comprend deux parties.La première est consacrée à la présentation détaillée du contexte, c'est-à-dire du processus qui conduit à électrifier la plupart des systèmes présents dans l'avion, un exemple d'actionneur électromécanique spécifique, conçu dans ce cadre sera aussi détaillé notamment pour ce qui concerne son mode d'alimentation. La seconde partie, plus longue, est consacrée à différents processus de fiabilisation de structures d'électroniques de puissance. Du fait de l'électrification croissante de l'avion, ces structures vont se multiplier à bord, mais la fiabilité connue de ces dispositifs n'est pas apte à satisfaire aux exigences de l'aéronautique. Les processus de fiabilisation, dans leur majorité, sont orientés, en cas de panne, vers un isolement de la source du défaut, pour permettre un fonctionnement en mode dégradé, supporté par le système. Par ailleurs, un dispositif de sécurisation de bras d'onduleur est décrit : un sectionneur commandé à thyristors et fusible (SCTF2). Ce système permet d'isoler électriquement le bras d'onduleur victime d'un défaut au sein d'un onduleur triphasé. L'emplacement de prédilection du SCTF2 est la connexion bras d'onduleur et bus continu d'alimentation. Les simulations de ce système de fiabilisation sont menées sur PSIM. Ce mémoire propose des modélisations approchées, pour l'outil de CAO adopté, des composants IGBT et fusibles, lorsque ces derniers sont soumis à un régime de courant extrême (court-circuit)This manuscript of thesis was written in two parts for the "More Electric Aircraft" program. The first part presents in great detail the context of the thesis that is (i.e) the processes which allow electrifying the most of classic aircraft-systems. In this part, an example of special electromechanical actuator build in the More Electric aircraft program will be presented with meticulous care, in particular its command and supply systems. The second part, more extensive, is devoted to various solutions which improve the reliability of the power-electric systems. With the growth of the electrification of the aircrafts, several solutions of this kind will be multiplicated on board, but today most of these solutions haven't the reliability intended to the aeronautical applications. For the most part, the reliability processes consist in isolating the origins of a breakdown, in order that the system can continue to work in a debased mode. In addition, a system which protects inverter's legs is described; it's a controlled circuit breaker which uses thyristors and fuses (SCTF2). This system of reliability allows electrical isolating of faulty inverter's leg in a three phase inverter. The preferential position of a SCTF2 is the connexion between inverter's leg and the DC bus. Simulations of the SCTF2 are done on PSIM software. For PSIM, this manuscript poposes some approximative modelisations of the components like IGBT and fuse when they are subjected to a dangerous high-current (short-circuit)
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Aguilar, Julio. "The use of mini-pile anchors to resist uplift forces in lightweight structures." [Tampa, Fla] : University of South Florida, 2006. http://purl.fcla.edu/usf/dc/et/SFE0001828.
Full text
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Xia, Kang. "Numerical characterization of the mechanical properties of graphene and graphene-based structures." Thesis, Queensland University of Technology, 2017. https://eprints.qut.edu.au/102705/1/Kang_Xia_Thesis.pdf.
Full textAbstract:
This project thoroughly investigated the deformation mechanisms of graphene and graphene-based structures under various loading conditions. The work extends and enhances the existing knowledge and understanding of graphene and graphene-based structures, which will shed lights on the facilitation of their engineering applications. All delineated models and theoretical analysis methods established in this study are also applicable to future studies on other nanostructures.
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Ernst, Thomas. "Etude des structures MOSFET avancées sur SOI pour les applications basse consommation." Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0118.
Full textAbstract:
Cette etude, a but prospectif, s'attache a concevoir et comparer differentes architectures mosfet dans la perspective d'applications basse tension et basse puissance. Un premier chapitre introductif met en evidence les enjeux de ces applications ainsi que les proprietes essentielles des materiaux et des structures mos soi. Dans le deuxieme chapitre, nous proposons un modele inedit du courant de recombinaison dans les diodes pin a simple et double grille, pouvant etre introduit sous une forme compacte dans les simulateurs de dispositifs, ou utilise en caracterisation fine de la qualite des interfaces et du materiau. Les effets de couplage bidimensionnel, ou effets de canal court, dans l'oxyde et le substrat enterres, ainsi que leur influence sur le courant de fuite du canal sont modelises dans le chapitre iii, en utilisant des outils mathematiques adaptes, et pour la premiere fois de maniere non empirique. Cette etude permet de suggerer des optimisations architecturales telles que : l'utilisation de films minces peu dopes, ou de plans de masse. Les transistors mos a film mince ou ultra-mince, permettant une reduction d'echelle encore plus poussee, presentent quant a eux des proprietes de conduction particulieres dues notamment a l'effet du confinement sur la repartition de la charge et de la mobilite. Cet effet du confinement dans des films d'epaisseur minimale de 3 nm est etudie analytiquement et experimentalement au chapitre iv. Enfin, le phenomene de tension de seuil dynamique, qui reduit notablement la tension de seuil de transistor mos a l'etat passant, est analyse au cours du chapitre v sur les structures dt-mos et partiellement desertee a substrat flottant. Pour ces derniers dispositifs, nous proposons une methode de mesure en frequence a courant moyen et mettons en evidence un phenomene transitoire de generation atypique, dont la dependance en frequence est mise en evidence.
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Brousse-Pereira, Elodie. "Elaboration par projection thermique d’éléments finement structurés d’un électrolyseur à haute température pour la production d’hydrogène : procédés, structures et caractéristiques." Limoges, 2010. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/06f0d707-179e-42b8-b6c1-412cb6f9b937/blobholder:0/2010LIMO4070.pdf.
Full textAbstract:
Aujourd’hui le challenge est de réaliser des combustibles de piles à combustibles à électrolyte solide de façon propre au moyen de l’électrolyse de l’eau à haute température. Les nanomatériaux ouvrent des perspectives intéressantes dans ce domaine. La projection thermique est un procédé au rendement intéressant qui permet de réaliser des matériaux nanostructurés d’épaisseurs variables. Ces travaux ont permis de réaliser deux couches de cet EHT par des procédés innovants que sont la projection thermique de suspensions pour l’électrolyte et la projection d’agrégats de particules nanométriques pour l’anode. Grâce à l’utilisation de la torche TriplexPro 200, dont les fluctuations de tension relatives ne dépassent pas les 20% et qui permet de découpler la vitesse et la température des particules, cette étude a permis d’élaborer des électrolytes dont la porosité totale est inférieure à 10% et des anodes qui ne présentent pas de décomposition de phase à haute températureNowadays manufacturing fuel for solid oxide fuel cells by mean of steam water electrolysis is a real challenge. Nanomaterials should find their place in this way. And then plasma spraying, a process with high ratio, allows manufacturing such nanoscaled materials with varying thicknesses. In this study two of the three HTE layers were manufactured by suspension plasma spraying in the case of the electrolyte and by atmospheric plasma spraying of agglomerated nanoparticules in the case of the anode. Finally the use of the TriplexPro 200 torch, which fluctuations are lower than 20% and which allows decoupling velocity from surface temperature of the in-flight particles, gives the opportunity of manufacturing a gastight electrolyte layer and a second phase less anode layer
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Morterolle, Sébastien. "Etude de structures légères déployables pour applications spatiales." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20155/document.
Full textAbstract:
Les besoins croissants en moyens de télécommunication nécessitent le développement de grands réflecteurs spatiaux paraboliques. Un nouveau concept d'architecture d'antenne déployable est ainsi proposé en partenariat avec le CNES. La conception de son ossature repose sur une revue de solutions pour faire appel à des mécanismes de ciseau associés à des articulations flexibles. Des modélisations numériques par éléments finis sont d'abord développées pour simuler le déploiement par restitution de l'énergie emmagasinée dans ces articulations lors du pliage. Un démonstrateur expérimental avec un système de compensation gravitaire est ensuite réalisé. Des essais et mesures sont effectués pour caractériser son comportement en statique et dynamique puis sont comparés avec les résultats issus des simulations. La mise en forme de la surface réflectrice par un réseau de câbles est étudiée par la suite. Une méthode innovante de recherche de forme permettant d'obtenir un réseau parabolique en tension uniforme est alors proposée. Elle est appliquée à différentes typologies de réseaux et l'erreur de surface résultant de sa facettisation est évaluée. Le procédé d'accrochage de ce réseau sur l'ossature de l'antenne est également traitéThe growing needs in telecommunications require the development of large parabolic reflectors. A new conceptual design for the architecture of a deployable antenna is therefore proposed in partnership with the CNES. The design of its framework is based on a review of solutions which leads to scissor mechanisms associated with flexible joints. Numerical modelings with finite elements are first developed to simulate the deployment by the release of the energy stored in the joints after the folding. An experimental prototype with a gravity compensation device is then realized. Tests and measurements are performed to characterize the static and dynamic behavior and compared with the results of simulations. Shaping of the reflective surface by a net of cables is then studied. A new form-finding method for obtaining a net with a uniform tension is then proposed. It is applied to different parabolic typologies of nets and the error due to surface faceting is evaluated. The process of net attachment on the antenna rim structure is also treated
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Lefevre, Aude. "Etude de matériaux diélectriques pour l’intégration de capacités de haute densité / haute tension dans des structures 3D en silicium." Caen, 2014. http://www.theses.fr/2014CAEN2066.
Full textAbstract:
Dans la course à la miniaturisation, les composants passifs tentent de suivre les transistors. Notamment, les condensateurs qui occupent environ 30% de la surface des circuits imprimés font l’objet de nombreuses études pour augmenter les densités de capacité mais sans dégrader leurs performances comme les fuites et les tensions de claquage. Plusieurs voies sont explorées : l’utilisation de l’épaisseur de silicium pour augmenter la surface utile des capacités, la diminution de l’épaisseur mais celle-ci affecte les fuites et la tension de claquage, le changement du diélectrique par un de plus forte permittivité. Mais, en général, les matériaux de fort εr montrent aussi des pertes plus importantes et des champs de claquage plus faibles. Il faut donc trouver un compromis entre l’épaisseur, la permittivité et le champ de claquage. Ce travail de thèse porte donc sur le développement de nouveaux matériaux à base d’oxydes binaires qui puissent combiner haute densité (> 500nF/mm²) et haute tension (> 10V) ainsi que leur intégration dans des structures 3D de fort rapport de forme 1:40. Les oxydes sont développés d’abord en planaire pour définir les meilleures combinaisons afin obtenir des capacités haute densité/haute tension. En parallèle, différentes techniques de dépôts CVD (Chemical Vapor Deposition) et ALD (Atomic Layer Deposition) sont évaluées pour optimiser la conformité des oxydes pour qu’ils puissent être intégrés dans des véhicules de test électriques 3D en simple MIM. Le meilleur compromis est finalement obtenu avec un multicouche de HfO2 et Al2O3 constituée de fines couches de 2 nm de chaque matériau. L’intégration dans un dispositif 3D en technologie MIMIM a permis de démontrer des capacités au-dessus de 500nF/mm² avec des tensions de claquage de 12V montrant de bonne stabilité en tension et en températureWith the fast development of applications based on smart and miniaturized sensors in aerospace, medical or automotive domains, requirements on electronic modules are more and more linked to higher integration level and miniaturization (in order to increase the functionality combination and the complexity within a single package) and to higher performances. For the past few years, main improvements have been achieved by reducing the active part size and now developments are concentrated on the passive part. For example, discrete capacitors represent around 30% of circuit boards and they tend to be replace by integrate capacitors directly on silicon maintaining high performances (high value, low leakage, high breakdown). Several ways are possible: use the third dimension of silicon wafer by etching deep pores on the thickness and develop materials with higher dielectric constant. But, higher dielectric constant means also lower breakdown, so we have to develop new materials with a high k and high breakdown to realize high density/high voltage capacitors on 3D silicon. These materials based on binary oxides like HfO2, Al2O3 and ZrO2 are studied on planar devices to define the best compromise and in parallel, their deposition by chemical deposition like CVD or ALD in aggressive 3D structures with 1:40 aspect ratio is studied to ensure step coverage near 100%. Nanolaminates of HfO2 and Al2O3 are then successfully integrated in 3D test vehicles demonstrating performances as good as planar test vehicles. Moreover, a nanolaminate with thin layers of 2nm of HfO2 and Al2O3 reach capacitance density as high as 520nF/mm² with a breakdown voltage above 10V in a MIMIM 3D capacitor
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Calvet, Damien. "Polymères associatifs téléchéliques alkylés et perfluoroalkylés : synthèse - structures - rhéologie des solutions aqueuses." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20118.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de correler la structure de polymeres associatifs telecheliques et leurs proprietes rheologiques en solution aqueuse. Nous decrivons la synthese de ces polymeres, constitues de chaines de poe poly(oxyde d'ethylene), m w = 10 000 et 20 000 g. Mol - 1) modifiees aux extremites par des chaines hydrocarbonees (c 1 8h 3 7 -) ou perfluoroalkylees (c 8f 1 7 -(ch 2) 1 1 -), reliees via une rotule d'isophorone diurethane (ipdu) ou ester. La caracterisation par rmn ( 1h et 1 9f), chromatographie par exclusion de taille (sec) et spectroscopie ir, a permis d'optimiser les syntheses et d'obtenir des polymeres modeles a la structure chimique parfaitement definie. Les poe modifies developpent en solution un reseau transitoire, forme par les chaines poe dont les nuds de reticulation sont constitues par les agregats resultant des interactions entre les extremites hydrophobes. L'apparition de ce reseau induit une augmentation de la viscosite en fonction de la concentration. La tensiometrie et la viscosimetrie capillaire ont permis de determiner les domaines de concentration correspondant a l'emergence, d'une part des agregats, et d'autres part des interactions inter-agregats. L'etude des solutions en rheologie lineaire a mis en evidence des correlations entre la structure du poe modifie (taux de modification, nature de la rotule (ipdu ou ester), nature du segment hydrophobe (fluore ou non)) et les proprietes rheologiques (viscosite, module elastique, temps de relaxation et energie d'activation). Les poe fluores hautement modifies forment des solutions heterogenes. L'emploi d'un tensioactif (sds) permet d'obtenir des solutions monophasiques. L'influence du sds sur la rheologie des solutions a aussi ete etudiee. Enfin, le comportement sous ecoulement (rheologie non lineaire), successivement newtonien, rheoepaississant et rheofluidifiant, a ete mis en evidence.
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Zakine, Ruben. "Interactions médiées dans la matière molle et tension de surface des fluides actifs." Thesis, Université de Paris (2019-....), 2019. http://www.theses.fr/2019UNIP7080.
Full textAbstract:
Cette thèse aborde deux thématiques chères à la matière molle, à savoir, l’apparition d’interaction médiées par le milieu entre objets de taille nanométrique ou micrométrique, et la notion de tension de surface dans les systèmes hors de l’équilibre. La première partie de cette thèse est consacrée à l’étude de systèmes dans lesquelles les interactions entre particules sont médiées par un champ fluctuant. Nous étudions dans un premier temps un système hors d’équilibre et nous montrons que l’existence d’interactions médiées associées à l’activité des particules qui place le système hors de l’équilibre conduit à la formation de structures complexes. Nos prédictions s’appuient sur des méthodes de mécanique statistique mais surtout sur des méthodes de dynamique non-linéaire utilisées pour prédire l’apparition de motifs dans les systèmes dans lesquels il existe une quantité conservée. Le seconde étude de cette partie est dédiée à l’explication des interactions émergentes observées expérimentalement dans des systèmes de particules colloidales insérées dans des phases lamellaires lyotropiques. En partant de la description microscopique des interactions entre particules et couches de surfactants, nous calculons de façon exacte la force effective qui émerge entre particules seulement. Ces résultats analytiques sont ensuite utilisés pour distinguer et identifier, parmi deux types possibles d’interactions entre lamelles et particules, lequel est observé dans notre système expérimental à l’étude. La seconde partie de cette thèse s’attache à identifier la notion de tension de surface dans les fluides actifs. Nous parvenons à proposer une définition de la tension de surface qui relie les forces macroscopiques aux forces microscopiques existant entre particules, ou entre particules et un mur confinant. Lorsque le fluide actif est en contact avec un mur, la tension de surface solide-fluide est en général d’une nature plus complexe que celle que l’on peut définir pour son analogue d’équilibre. Par ceci, nous entendons que la valeur mesurée de la tension de surface peut dépendre de la géométrie ou d’autres détails de l’appareil de mesure utilisé. Nous montrerons également que des appareils de mesure correctement choisis permettent d’accéder à une tension de surface intrinsèque au matériau(et non plus à la géométrie), caractéristique d’une variable d’état d’équilibre. Les séparations de phases de type liquide-vapeur peuvent être également rencontrées dans les assemblées de particules auto-propulsées, lorsque celles-ci sont sujettes à une séparation de phase induite par la motilité. Nous montrons alors que la tension de surface associée à l’interface liquide-vapeur possède une définition mécanique cohérente avec avec son interprétation d’équilibreThis thesis focuses on two topics ubiquitous in soft matter: first, mediated interactions between nano-to-micrometer sized objects, second, surface tension in out-of-equilibrium systems. The first part of this thesis is devoted to the properties of a system of particles whose interactions are mediated by a fluctuating background. We start with a nonequilibrium study and we show that the combination of mediated interactions and of the nonequilibrium drive leads to complex structures. Our predictions, beyond statistical mechanical methods, rest on extending the methods of nonlinear dynamics in pattern forming systems, to systems with a local conservation law. The second study of this part is dedicated to an equilibrium experimental system of colloidal particles embedded in lyotropic lamellar phases. Relying on a bottom-up approach, we implement the details of the interaction between each colloidal particle and each lamella to come up with an exact description of the effective force emerging between colloids. These analytical results are then used to discriminate between two types of interaction, both being possibly encountered in experiments. The second part of this thesis focuses on the notion of surface tension for interfaces involving active fluids. We will come up with a definition relating macroscopic forces to microscopic ones, either between particles or, when applicable, between particles and a confining medium. When the active fluid is in contact with a solid boundary, the solid-fluid surface tension is, in general, a more complex quantity than its equilibrium counterpart. By this we mean that its value may depend on the geometry or other details of the measuring device. We will also show that a carefully designed probe allows us to access an equation-of-state-abiding surface tension akin to its equilibrium counterpart. Liquid-vapor interfaces can also be encountered in assemblies of self-propelled particles when these undergo a motility-induced phase separation. We show also that the surface tension associated to a liquid-vapor interface possesses a mechanical definition that echoes the equilibrium one
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Garcia, Armijos Carlos Alberto. "Localization and acoustic radiation from complex structures." Electronic Thesis or Diss., Compiègne, 2022. http://www.theses.fr/2022COMP2715.
Full textAbstract:
Des vibrations localisées se produisent dans une variété de systèmes physiques, de la mécanique quantique aux tables d'harmonie des pianos. Le nouvel outil appelé paysage de localisation est la première méthode générale pour prédire la localisation. Il est ainsi possible d'étudier ces phénomènes sans avoir à résoudre de problèmes aux valeurs propres ou à effectuer des analyses dynamiques. Le paysage de localisation est une fonction statique qui permet de prédire où les modes se localisent, à quel point leur localisation sera forte et le passage entre localisation et délocalisation. Les modes localisés ressemblent à la déformée statique et permettent une estimation des fréquences en utilisant le quotient de Rayleigh. Cela permet d'extraire des informations dynamiques du paysage et d'étudier ses effets à la fois sur les vibrations et sur le rayonnement acoustique.Dans ce contexte, cette thèse vise à fournir les bases pour étudier le rayonnement acoustique à partir des propriétés du paysage, en considérant les modes localisés comme des radiateurs individuels. Cette thèse se structure en trois parties. Une partie traite de la relation entre la statique et la dynamique où on a étudié la déformation statique de géométries simples, circulaires et rectangulaires. En exprimant la solution statique en termes de modes, il est possible, par exemple, de dériver des équations qui relient la tension des membranes avec leur déformée statique. La même méthode est utilisée pour les plaques rectangulaires simplement appuyées. De plus, on peut en déduire tout le spectre en prenant en compte la valeur maximale de la déformation statique, dans les membranes et les plaques. On teste cette approche sur des plaques et des membranes avec diverses géométries complexes. La deuxième partie se concentre sur le rayonnement acoustique de structures complexes. Une méthode est proposée pour estimer le rayonnement modal dans des géométries simples et complexes, en utilisant des pistons circulaires comme radiateurs élémentaires. Grâce à l'approche de type piston, nous sommes en mesure de dériver des approximations analytiques pour le rayonnement modal dans des géométries complexes. En utilisant une approche modale, où tous les modes sont également favorisés, on peut exprimer des valeurs moyennes du rayonnement acoustique. Avec l’approche de type piston, la solution estimée peut être trouvée en quelques secondes, simplement en connaissant la forme de la structure et les fréquences de résonance. La troisième partie porte sur la localisation. Dans un premier temps, on développe une méthode de mesure quasi-statique de la fonction paysage, dans des cas de membranes complexes. Nos résultats confirment que la fonction de paysage peut prédire les modes localisés et les premières fréquences de résonance dans les membranes, même avec des champs de tension non uniformes et en plus inconnus. Dans un second temps, nous étudions le rayonnement de structures présentant des modes localisés. On propose une meilleure estimation des fréquences des modes localisées en exploitant la valeur moyenne des lignes de vallée. Enfin, le paysage est combiné avec deux modèles : l'un pour estimer les spectres, et l'autre pour estimer le rayonnement de plusieurs zones localisées. Les deux modèles permettent d'aller au-delà du premier mode localisé. Par conséquent, les valeurs moyennes de rayonnement acoustique peuvent être estimées grâce à l'utilisation du paysage et des modèles présentés dans cette thèseLocalized vibrations occur in a variety of physical systems, from quantum mechanics to piano soundboards. The novel tool called landscape of localization is the Ąrst general method for predicting localization. It is therefore possible to study such phenomena without having to solve any eigenvalue problem or perform dynamic analyses. The landscape of localization is a static function that allows for predicting where modes will localize, how strong their localization will be, and when they will start delocalizing. Localized modes will resemble the static deformation, allowing for estimations of resonance frequencies using Rayleigh’s quotient. As a result, it is possible to extract dynamic information from the landscape and to investigate its effects on both vibrations and acoustic radiation. Within this context, this thesis aims to provide the basis for studying acoustic radiation using the landscape’s properties, considering localized modes as individual radiators. We will summarize this thesis structure, for the sake of simplicity, into three parts. One part of this dissertation deals with the relationship between statics and dynamics. We study the static deformation of simple geometries, such as circles and rectangles. By expressing the static solution in terms of modes, it is possible to derive equations that relate the tension of membranes to their static deformation. The same method is used for simply supported rectangular plates. Further, we infer the total spectrum from the maximum value of the static deformation of both geometries, in membranes and plates. This approach is then tested on various complex geometries of plates and membranes. The second part is centered on the radiation of complex structures. A method is proposed for estimating the modal radiation of simple and complex geometries, using circular pistons as basis radiators. Through this piston approach, we derive analytical approximations for modal radiation of complex geometries. Moreover, with a modal approach, where all modes are alike favored, one can express average values of the acoustic radiation. Hence, the estimated solutions can be found within seconds, just by knowing the structure’s shape and its natural frequencies. The third part focuses on localization. As a first step, we develop a quasi-static method for measuring the landscape function in complex membranes. Our results conifrm that the landscape function can predict localized modes and fist resonance frequencies in membranes, even with non-uniform and additionally unknown tension fields. As a second step, we study the radiation of structures displaying localized modes. We propose better estimations of localized frequencies based on the mean value of the valley lines. Then, the landscape is combined with two models: one to estimate spectra, and the other to estimate modal radiation from multiple localized zones. The two models allow for going beyond the fist localized mode. Therefore, acoustic radiation average values can be estimated through the use of the landscape and the models presented in this dissertation
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Haley, Natalie Emma Charnell. "Structures and mechanisms for synthetic DNA motors." Thesis, University of Oxford, 2017. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:7bcdd990-cb31-40f2-b85b-4a9a1630eafb.
Full textAbstract:
DNA provides an ideal substrate for nanoscale construction and programmable dynamic mechanisms. DNA mechanisms can be used to produce DNA motors which do mechanical work, e.g. transportation of a substrate along a track. I explore a method for control of a DNA mechanism ubiquitous in DNA motor designs, toehold-mediated strand displacement, by which one strand in a duplex can be swapped for another. My method uses a mismatch between a pair of nucleotides in the duplex, which is repaired by displacement. I find that displacement rate can be fine-tuned by adjusting the position of the mismatch in the duplex, enabling the design of complex kinetic behaviours. A bipedal motor [1, 2] is designed to walk along a single-stranded DNA track. Previously the motor has only taken a single step, due to a lack of designs to extend the single-stranded track. I present a novel design for track held under tension using a 3D DNA origami tightrope, and verify its assembly. The bipedal motor design is adapted and a method to specifically place motors on tightropes is demonstrated. Motor operation is investigated on truncated tracks and tightrope tracks by electrophoresis and spectrofluorometry. The motor does not accumulate appreciably at the track end; this is tentatively attributed to rearrangement of the motor between track sites without interaction with fuel. Tightrope origami can hold single-stranded DNA under pN tension. I use tightropes to study hybridization kinetics under tension and find dramatic, non-monotonic changes in hybridization rate constants and dissociation constants with tension in the range ∼0-15 pN. Extended tracks for a 'burnt-bridges' motor which destroys its track as it moves [3] are created on the inside of DNA nanotubes, which can be polymerised to create tracks up to a few mm in length, and on tiles which I attempt to join in a specific order. Crossing of the motor between tubes is verified, and microscopy experiments provide some evidence that track is being cleaved by the motor, a requirement for movement along the track. Tile based tracks are imaged by super-resolution DNA PAINT [4], providing proof-of-principle for track observation to infer motor movement.
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Pradyumna, M. "Influence Of Joint Compliance On The Behaviour Of Space Structures." Thesis, Indian Institute of Science, 2000. https://etd.iisc.ac.in/handle/2005/258.
Full textAbstract:
Space structures are inevitable while covering large spans. Space structures are skeletal structures, which are lighter for the same stiffness when compared with RCC roofs. Till now, space structures, like any other metal structures have been designed assuming the joints as rigid, although there have been several publications about semi rigid joints. Of course, the publications mostly deal with 2D structures and there are very few reports on 3D structures. Space structures, by their nature fall into the latter category.
The joints in a space structure are popularly called as "nodes". Generally, nodes, which ensure concentricity of member axes, are either solid or hollow. These are either cast or forged. There are other proprietary types, which do not come under the above classification, and have not been considered in this thesis. Hollow nodes are obviously more economical than solid nodes, but also more flexible. While it is prudent to prefer hollow nodes, it is equally necessary to assess their flexibility, because of its influence on the behaviour of the structure.
The hollow spherical node is very popular because of its simplicity and adaptability to various forms of space frames. Double layer grids, which are the most popular forms for roofing applications, are being increasingly implemented. While the hollow spherical node is well suited for double layer grids, an evolutionary development has been what is called as the hollow octahedral node (this node is simply referred to as the 'Octa ' node in this thesis).
Chapter 1 introduces space frames and double layer grids in particular, with the advantages of using double-layer grids. Jointing systems available around the world are briefed and the node connector used in the present study is introduced with a brief write-up on its advantages and disadvantages. This chapter also explores the available literature and, the scope and objectives of the thesis are mentioned.
Chapter 2 introduces 3D finite element models of the hollow spherical and octahedral nodes. The stiffness matrixes of these nodes have been derived by conducting analyses on the computer for six sizes each of the Octa and spherical nodes. Using the stiffness matrix of the node, a new method of incorporating this into the regular analysis of a space truss has been developed. The new method proposed yields realistic values for the forces in the members and takes into account the elastic deflections in the node under the action of member forces. Implementation of the proposed method has been carried out by writing a custom program using state-of-the-art object oriented programming techniques. A sample problem has been analyzed using this program to demonstrate the effect of including joint flexibility. The effect of flexibility of nodes on the effective length of compression members in double-layer grids has been evaluated. The effect of compliance on the dynamic characteristics of a space frame has also been evaluated for the sample space frame with flexible joints. The analysis program has been modified to evaluate the natural frequencies of the system using rigid or flexible nodes.
The study of the Octanode and spherical node under the action of uniaxial compression
and tension dominates the contents of Chapter 3. The two types of nodes have been
analyzed using commercially available finite element software considering material
nonlinearity. The stress patterns from the analyses have been examined thoroughly.
Two consistent methods for fixing the load at yield in both uniaxial compression and
tension have been proposed using the load-displacement curve. Yield loads for all the
nodes have been evaluated using both the methods and the results agree well between the
two methods. Three material yield values have been selected for each of the node size
for evaluating the yield values viz. 240,320 and 415 MPa. The members of a double layer
grid are connected to the nodes by bolts and holes are drilled in the nodes for this
purpose. The bolthole patterns differ between two popular types of double-layer grids.
Both these bolthole patterns have been modeled separately in the above exercise and the
results for these two have been shown to be approximately the same. The effect of
varying diameters of the boltholes on the response of the nodes has been examined.
Relationships between the yield load, diameter, thickness and material yield have been
developed using the method of least squares. The differences in the behaviour of the nodes under uniaxial compression and tension have been discussed. Ramberg Osgood type of relationships have been worked out for all the load-displacement curves obtained from the analyses. The simulation of non-linear behaviour of nodes with cracks with plastic crack closing forces have been carried out with useful insights into the behaviour of the two types of nodes in uniaxial compression and tension.
Chapter 4 is devoted largely for studying the two types of nodes under the influence of biaxial load combinations. The combinations studied are dual compression, dual tension and compression-tension. In all cases equal loads are applied along two orthogonal; directions in the horizontal plane. Stress patterns have been examined for each type of load combination and yield values for each case have been obtained using one of the methods proposed in chapter 3. These have been compared with the corresponding uniaxial values in both compression and tension. Some useful inferences have been possible by studying the behaviour of the nodes under the various biaxial load combinations. In each case, relationships between the biaxial yield load, uniaxial yield load, diameter of node, thickness of node and material yield of node have been obtained using the method of least squares. The nodes have been analyzed under some selected Multi-axial loading and combinations of load which cause yield based on the second method proposed in Chapter 3 have been obtained and tabulated. However, a proper and thorough study of the nodes under multi-axial loading proved to be beyond the scope of this thesis.
Chapter 5 contains the contributions made towards developing new methods and algorithms for obtaining the several results of chapters 2, 3 and 4, using object oriented programming (OOP) techniques. The contributions have been in Object Pascal, the underlying language of Delphi, a popular RAD tool developed by Borland/Inprise of USA. Several new modules have been developed to reliably handle the large amounts of data generated by the hundreds of analyses detailed in chapters 2,3 and 4. The ease with which new methods were possible to be incorporated into existing software using OOP has been demonstrated, with source code examples. Comparisons with other types of tools available and die advantages of using OOP have also been demonstrated using the experience during the preparation of this thesis. A strong case for OOP as an indispensable tool for the researcher has been made.
Chapter 6: Several important conclusions and suggestions for future work have been made.
Appendix 1 contains a brief note on the Method of Least Squares.
Appendix 2 contains a small write-up on Delphi and OOP. Concepts of OOP have been briefly described and comparisons between three popular OOP languages have been attempted. A brief description of the features in Delphi's Object Pascal has also been provided.
Appendix 3 contains the listing of Unit Arrays, which is a general purpose unit developed to make handling of large arrays easy. Several matrix calculations have been implemented which make the unit extremely useful for programmers.
Appendix 4 contains the full listing of program FormK, which has been developed for chapter 2 to derive the fall stiffness matrix of a space frame node. The program picks up results from several analyses, forms a few columns of the stiffness matrix and then fills up the rest using the cyclic symmetry present in the space frame node. This program is given in full, with the intention that other researchers may find it useful to use it as-is or use after making small alterations to suit their circumstances. OOP is known for fast, reliable and easy ways of implementing modifications to existing code.
Appendix 5 provides the full listing of the Object Pascal program for extracting Eigenvalues of a space truss with rigid joints or flexible joints. The incorporation of flexibility of the joints proposed in chapter 2 has been implemented. Descriptions of the program's implementations have been provided in chapter 5.
Bibliography contains the alphabetical list of references.
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Pradyumna, M. "Influence Of Joint Compliance On The Behaviour Of Space Structures." Thesis, Indian Institute of Science, 2000. http://hdl.handle.net/2005/258.
Full textAbstract:
Space structures are inevitable while covering large spans. Space structures are skeletal structures, which are lighter for the same stiffness when compared with RCC roofs. Till now, space structures, like any other metal structures have been designed assuming the joints as rigid, although there have been several publications about semi rigid joints. Of course, the publications mostly deal with 2D structures and there are very few reports on 3D structures. Space structures, by their nature fall into the latter category.
The joints in a space structure are popularly called as "nodes". Generally, nodes, which ensure concentricity of member axes, are either solid or hollow. These are either cast or forged. There are other proprietary types, which do not come under the above classification, and have not been considered in this thesis. Hollow nodes are obviously more economical than solid nodes, but also more flexible. While it is prudent to prefer hollow nodes, it is equally necessary to assess their flexibility, because of its influence on the behaviour of the structure.
The hollow spherical node is very popular because of its simplicity and adaptability to various forms of space frames. Double layer grids, which are the most popular forms for roofing applications, are being increasingly implemented. While the hollow spherical node is well suited for double layer grids, an evolutionary development has been what is called as the hollow octahedral node (this node is simply referred to as the 'Octa ' node in this thesis).
Chapter 1 introduces space frames and double layer grids in particular, with the advantages of using double-layer grids. Jointing systems available around the world are briefed and the node connector used in the present study is introduced with a brief write-up on its advantages and disadvantages. This chapter also explores the available literature and, the scope and objectives of the thesis are mentioned.
Chapter 2 introduces 3D finite element models of the hollow spherical and octahedral nodes. The stiffness matrixes of these nodes have been derived by conducting analyses on the computer for six sizes each of the Octa and spherical nodes. Using the stiffness matrix of the node, a new method of incorporating this into the regular analysis of a space truss has been developed. The new method proposed yields realistic values for the forces in the members and takes into account the elastic deflections in the node under the action of member forces. Implementation of the proposed method has been carried out by writing a custom program using state-of-the-art object oriented programming techniques. A sample problem has been analyzed using this program to demonstrate the effect of including joint flexibility. The effect of flexibility of nodes on the effective length of compression members in double-layer grids has been evaluated. The effect of compliance on the dynamic characteristics of a space frame has also been evaluated for the sample space frame with flexible joints. The analysis program has been modified to evaluate the natural frequencies of the system using rigid or flexible nodes.
The study of the Octanode and spherical node under the action of uniaxial compression
and tension dominates the contents of Chapter 3. The two types of nodes have been
analyzed using commercially available finite element software considering material
nonlinearity. The stress patterns from the analyses have been examined thoroughly.
Two consistent methods for fixing the load at yield in both uniaxial compression and
tension have been proposed using the load-displacement curve. Yield loads for all the
nodes have been evaluated using both the methods and the results agree well between the
two methods. Three material yield values have been selected for each of the node size
for evaluating the yield values viz. 240,320 and 415 MPa. The members of a double layer
grid are connected to the nodes by bolts and holes are drilled in the nodes for this
purpose. The bolthole patterns differ between two popular types of double-layer grids.
Both these bolthole patterns have been modeled separately in the above exercise and the
results for these two have been shown to be approximately the same. The effect of
varying diameters of the boltholes on the response of the nodes has been examined.
Relationships between the yield load, diameter, thickness and material yield have been
developed using the method of least squares. The differences in the behaviour of the nodes under uniaxial compression and tension have been discussed. Ramberg Osgood type of relationships have been worked out for all the load-displacement curves obtained from the analyses. The simulation of non-linear behaviour of nodes with cracks with plastic crack closing forces have been carried out with useful insights into the behaviour of the two types of nodes in uniaxial compression and tension.
Chapter 4 is devoted largely for studying the two types of nodes under the influence of biaxial load combinations. The combinations studied are dual compression, dual tension and compression-tension. In all cases equal loads are applied along two orthogonal; directions in the horizontal plane. Stress patterns have been examined for each type of load combination and yield values for each case have been obtained using one of the methods proposed in chapter 3. These have been compared with the corresponding uniaxial values in both compression and tension. Some useful inferences have been possible by studying the behaviour of the nodes under the various biaxial load combinations. In each case, relationships between the biaxial yield load, uniaxial yield load, diameter of node, thickness of node and material yield of node have been obtained using the method of least squares. The nodes have been analyzed under some selected Multi-axial loading and combinations of load which cause yield based on the second method proposed in Chapter 3 have been obtained and tabulated. However, a proper and thorough study of the nodes under multi-axial loading proved to be beyond the scope of this thesis.
Chapter 5 contains the contributions made towards developing new methods and algorithms for obtaining the several results of chapters 2, 3 and 4, using object oriented programming (OOP) techniques. The contributions have been in Object Pascal, the underlying language of Delphi, a popular RAD tool developed by Borland/Inprise of USA. Several new modules have been developed to reliably handle the large amounts of data generated by the hundreds of analyses detailed in chapters 2,3 and 4. The ease with which new methods were possible to be incorporated into existing software using OOP has been demonstrated, with source code examples. Comparisons with other types of tools available and die advantages of using OOP have also been demonstrated using the experience during the preparation of this thesis. A strong case for OOP as an indispensable tool for the researcher has been made.
Chapter 6: Several important conclusions and suggestions for future work have been made.
Appendix 1 contains a brief note on the Method of Least Squares.
Appendix 2 contains a small write-up on Delphi and OOP. Concepts of OOP have been briefly described and comparisons between three popular OOP languages have been attempted. A brief description of the features in Delphi's Object Pascal has also been provided.
Appendix 3 contains the listing of Unit Arrays, which is a general purpose unit developed to make handling of large arrays easy. Several matrix calculations have been implemented which make the unit extremely useful for programmers.
Appendix 4 contains the full listing of program FormK, which has been developed for chapter 2 to derive the fall stiffness matrix of a space frame node. The program picks up results from several analyses, forms a few columns of the stiffness matrix and then fills up the rest using the cyclic symmetry present in the space frame node. This program is given in full, with the intention that other researchers may find it useful to use it as-is or use after making small alterations to suit their circumstances. OOP is known for fast, reliable and easy ways of implementing modifications to existing code.
Appendix 5 provides the full listing of the Object Pascal program for extracting Eigenvalues of a space truss with rigid joints or flexible joints. The incorporation of flexibility of the joints proposed in chapter 2 has been implemented. Descriptions of the program's implementations have been provided in chapter 5.
Bibliography contains the alphabetical list of references.
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Barakat, Abdallah Mouhammad. "Contribution à l'amélioration de la régulation de tension des générateurs synchrones : nouvelles structures d'excitation associées à des lois de commande H∞." Poitiers, 2011. http://nuxeo.edel.univ-poitiers.fr/nuxeo/site/esupversions/2eaed395-fb76-4af0-adf9-9db22d125dba.
Full textAbstract:
Le travail de recherche présenté dans ce mémoire traite de façon originale l'amélioration de la régulation de tension des générateurs synchrones autonomes durant les régimes transitoires de la charge. La structure d'excitation et la loi de commande associée sont deux éléments principaux qui influencent le comportement dynamique des générateurs synchrones. Le système d'excitation industriel est souvent basé sur la structure d'excitation classique (brushless) associée à un régulateur de tension analogique ou numérique de type PID. En remplaçant le régulateur industriel par un régulateur numérique H∞, une amélioration remarquable dans les performances du système a été obtenue. De nouvelles structures d'excitation permettant de commander directement la roue polaire à travers un pont PD3 à thyristors ou un pont PD3 à diodes suivi d'un hacheur ont permis d'obtenir de meilleurs résultats dynamiques en termes de chutes/dépassements de tension et temps de réponse. Une comparaison des régulateurs H∞ monovariables et multivariables ont montré que la structure SISO était plus simple et presque aussi performante que la commande MISOThe research works presented in this dissertation deals with the improvement of the voltage regulation of synchronous generator during the load variation. The excitation structure and the associated control strategy are two main factors that influence the dynamic behavior of synchronous generators. The industrial excitation system is based on the brushless excitation structure combined with an analogue or digital PID voltage controller. By replacing the industrial controller with an H∞ digital controller, a remarkable improvement in the system performance was obtained. Because of industrial structure limitations, we have developed new excitation structures that allow direct control of the synchronous generator main field current. The structures are based on exciter machine (wound field synchronous machine or permanent magnet machine) with a thyristor bridge or a diode one with a buck converter. The proposed structures combined with the H∞ control give the best results in terms of stability, voltage drops and overshoots, and response time
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Bodel, Catherine. "Comparaison des structures d'onduleurs de tension multiniveaux sur la base du dimensionnement des éléments réactifs et des pertes dans les semi-conducteurs." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2001/50376-2001-49.pdf.
Full textAbstract:
Les techniques multiniveaux constituent une solution intéressante pour la montée en puissance des convertisseurs. Dès que la tension continue d'alimentation dépasse quelques kV, il est nécessaire d'associer des interrupteurs, des cellules de commutation ou des convertisseurs. Parallèlement de telles combinaisons assurent une réduction du contenu harmonique des tensions de sortie au fur et à mesure de l'augmentation du nombre de niveaux. Mais une multitude d'architectures sont susceptibles de répondre à une application donnée, selon la nature, série ou parallèle, de l'association, le nombre de modules associés (Np en parallèle, Ns en série) et le nombre de niveaux des tensions qu'ils délivrent. Le choix est donc particulièrement délicat et la question est de savoir s'il faut utiliser un convertisseur unique de forte puissance ou s'il faut lui préférer une association de modules de puissance réduite. L'objectif de ce travail est de guider le concepteur en examinant les conséquences des paramètres N, Np et Ns sur le dimensionnement des éléments réactifs et les pertes dans les semi-conducteurs, à performances données en termes de tension continue d'alimentation, de puissance délivrée à la charge et de qualité harmonique du courant de charge. Un intérêt particulier a été accordé à l'élaboration d'une stratégie d'élimination d'harmoniques et d'un outil d'évaluation des pertes en conduction et en commutation dans les semi-conducteurs. Pour conclure, un exemple d'application montre que la confrontation des résultats sur les différents critères permet de réduire considérablement le nombre de structures qui méritent d'être retenues et illustre ainsi l'intérêt de la méthode.
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Hniki, Saâdia. "Contribution à la modélisation des dispositifs MOS haute tension pour les circuits intégrés de puissance ("Smart Power")." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/1162/.
Full textAbstract:
Au cours des dernières décennies, les circuits intégrés de puissance ont connu une croissance très importante. Aujourd'hui la régulation et distribution d'énergie électrique jouent un rôle crucial. La réduction constante des dimensions ainsi que le besoin en densité de puissance de plus en plus élevée ont mis en évidence la nécessité de structures toujours plus performantes. La technologie “smart power” a été développée pour satisfaire ces demandes. Cette technologie utilise les dispositifs DMOS, offrant de nouvelles solutions grâce à ses caractéristiques uniques forte tension et fort courant. Le fonctionnement de ces dispositifs est accompagné par l’apparition de nombreux phénomènes. Une bonne modélisation permet de rendre compte de ces phénomènes et prédire le comportement physique du transistor avant sa production. L'objectif de cette thèse était donc d'améliorer la modélisation et de mettre en place une méthode d'extraction de certains paramètres physiques liés au fonctionnement du MOS HV (High Voltage). Cette thèse a été principalement dédiée à la modélisation du phénomène de l'auto-échauffement et à la définition d'une méthode d'extraction des parasites RF dans les transistors MOS et, enfin, à la comparaison du macro-modèle utilisé par STMicroelectronics avec le modèle compact HiSIM-HV dédié au MOS HV. Pour cela, il était essentiel de mettre en place des nouvelles procédures de modélisation et d'extraction et de dessiner des structures de test spécifiques. Les résultats présentés dans cette thèse ont été validés par différentes comparaisons avec les mesures en technologies sur SOI et sur substrat massifIn recent decades, power integrated circuits have experienced very significant growth. Today the regulation and distribution of electrical energy are crucial. The reduction of the dimensions and the need for power highlighted the need for efficient structures. Technology "smart power" has been developed to meet these demands. This technology uses high voltage devices, offering new solutions through its unique characteristics at high voltages and currents. The behavior of these devices is accompanied by the appearance of many phenomena. An accurate modeling of these phenomena is needed to replicate its physical behavior. The objective of this thesis is to improve modeling and to establish a good method of extracting physical parameters related to HV MOS. This thesis has been mainly devoted to modeling the phenomenon of self-heating: development of test structure, modeling of thermal coupling between the sources of transistor, development tool for generating the thermal network. This thesis also looks at the definition of a method for extracting RF noise in the high-voltage transistor including extrinsic gate resistance and capacity Cgs and Cgd. Finally, the last part of the thesis presents a brief assessment of compact HiSIM_HV dedicated to HV MOS and compares it with the macro model used by STMicroelectronics. The results presented in this thesis have been validated by comparison with different measures on SOI technology and solid substrate
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Fruchier, Olivier. "Etude du comportement de la charge d'espace dans les structures MOS : vers une analyse du champ électrique interne par la méthode de l'onde thermique." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00140084.
Full textAbstract:
L'isolant électrique est un élément essentiel des composants électroniques. Or, à cause des défauts présents dans l'isolant, des dysfonctionnements apparaissent dans les équipements électroniques provoquant des problèmes de fiabilité. Il est donc essentiel de quantifier et d'identifier la nature des charges d'espaces crées par ces défauts. Pour des raisons de miniaturisation des composants, les techniques de caractérisations actuelles semblent montrer leurs limites. La méthode de l'onde thermique permet de quantifier et de donner la répartition de la charge d'espace sur une forte épaisseur de diélectrique. L'adaptabilité de la méthode pour des couches diélectriques beaucoup plus minces ainsi que l'étude des résultats obtenus constitue l'essentiel du travail de cette thèse. La méthode proposée permet de donner les tensions caractéristiques de la structure MOS tout en effectuant une analyse en régime statique de la structure.
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Taylor, Ashley Rae. "The Change: A Narrative-Informed Case Study Exploring the Tension between Structures and Agency in the Educational Trajectories of Engineering Students from Underserved Backgrounds." Diss., Virginia Tech, 2020. http://hdl.handle.net/10919/96732.
Full textAbstract:
In the United States context, there is a particularly prevalent dialogue about the transformative power of an engineering degree for underserved students. Long positioned as a mechanism for moving up the social ladder, engineering education is often discussed as a mechanism for upward mobility, promising underserved students the opportunity to climb. However, a critical examination of who enrolls and persists in engineering degree programs suggests not everyone can equitably leverage the transformative power of an engineering degree, with persistent inequities for underserved students. Though literature highlights systemic barriers faced by underserved engineering students, much less is known about how underserved students navigate barriers to pursue an engineering bachelor's degree. Accordingly, the purpose of my study was to explore how students from underserved backgrounds navigate their educational trajectories, focusing on the interplay between structures and agency. Using a Bourdieusian lens, my study was guided by the overarching research question: In their narratives, how do students from underserved backgrounds describe navigating their educational trajectories towards a bachelor's engineering degree? I used a single case study methodology with embedded units of analysis to explore this research question. My primary data sources included narrative interviews with 32 underserved engineering students and geospatial community-level data extrapolated from students' home zip codes. My results indicate that underserved engineering students describe a variety of strategies to enact agency by planning, optimizing, and, at times, redirecting their educational trajectories. This study also highlights the influence of family, community, economic, and political environments on the educational journeys of underserved engineering students, as students described navigating and adapting to these various social environments. Students also describe their environments as dynamic, with trajectories changing based on critical incidents such as a parent illness or loss of work. Lastly, students' narratives highlight a diverse range of reasons for pursuing engineering, which often extended beyond private goods approaches to engineering education. My results present implications for engineering education, the most notable of which is that underserved students are not a monolithic group and represent a diverse range of lived experiences. My results also highlight agency as a collective endeavor, challenging popular notions that agency is operationalized at the level of a single individual. Lastly, students' lived experiences with material hardship highlight the dynamic and multidimensional nature of economic disadvantage. Such insights compel engineering educators to reexamine how we conceptualize and measure economic disadvantage in higher education. Ultimately, this research highlights opportunities to increase access and equity in engineering education for underserved students.Doctor of Philosophy
In the United States, engineering is often viewed as a transformative career for underserved students. Long positioned as a mechanism for moving up the social ladder, engineering education is positioned to underserved students as an opportunity to climb. However, inequities in engineering education persist, with low income and first generation students underrepresented in engineering. The purpose of my study was to explore how students from underserved backgrounds navigate their educational trajectories, focusing on the interplay between societal forces (i.e., structures) and individual decision-making (i.e., agency). My study was guided by the overarching research question: In their narratives, how do students from underserved backgrounds describe navigating their educational trajectories towards a bachelor's engineering degree? My primary data sources included narrative interviews with 32 underserved engineering students and geospatial community-level data. My results indicate that underserved engineering students describe a variety of strategies to plan, optimize, and, at times, redirect their educational trajectories. This study highlights the influence of family, community, economic, and political environments on the educational journeys of underserved engineering students. Additionally, students describe their environments as dynamic, with trajectories changing based on critical incidents such as a parent illness or loss of work. Lastly, students' narratives highlight a diverse range of reasons for pursuing engineering, which often extended beyond private goods approaches to engineering education. My results highlight agency as a collective family endeavor, challenging popular notions that agency is operationalized at the level of a single individual. Lastly, students' lived experiences with material hardship highlight the dynamic and multidimensional nature of economic disadvantage. Such insights compel engineering educators to reexamine how we conceptualize and measure economic disadvantage in higher education. Ultimately, this research highlights opportunities to increase access and equity in engineering education for underserved students.
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Le, Thi Thu Ha. "Contribution à la détection, à la localisation d’endommagements par des méthodes d’analyse dynamique des modifications structurales d'une poutre avec tension : application au suivi des câbles du génie civil." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1028/document.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de mettre au point des méthodes pour détecter, localiser, quantifier et suivre l'évolution de l'endommagement dans les câbles courts, tels que les suspentes des ponts suspendus, à partir de leurs réponses vibratoires. Afin de modéliser ces câbles, un modèle linéaire 1D de poutre d'Euler Bernoulli avec tension est utilisé. Ce modèle permet de modéliser une large gamme de structures, allant de la corde vibrante à la poutre sans tension. Pour le câble, l'endommagement est introduit dans l'équation vibratoire par des modifications locales de la masse linéique et de la rigidité en flexion et par un changement global de la tension. De plus, pour introduire une "fissure" dans l'équation vibratoire d'une poutre, la modification de la rigidité peut être remplacée par un ressort de rotation au niveau de la fissure. Pour ces deux modèles d'introduction d'endommagements, une estimation analytique au premier ordre des variations des paramètres modaux en fonction des modifications est établie. Grâce aux estimations analytiques obtenues pour la variation relative des fréquences en fonctions des modifications physiques, nous développons des techniques de localisation pour deux cas d'étude : deux essais seuls correspondants à deux états (sain et endommagé) et une série d'essais (plusieurs essais de l'état sain à l'état endommagé). Pour ce second cas, une autre méthode de détection et de localisation utilisant cette fois la SVD est proposée. Les méthodes proposées sont testées sur des données numériques et sur des données expérimentales existant dans la littérature ou effectuées pendant la thèseThe objective of this work is to develop methods to detect, localize, quantify and follow the evolution of the damage in short cables, such as suspenders of the suspension bridges, using their vibratory responses. To simulate these cables, a 1D Euler Bernoulli beam linear model with tension is used. This model allows to study a wide range of structures from the vibrating string to the beam without tension. For cables, damage is introduced into the vibratory equation by local changes of the linear density and the bending stiffness and a global change in the tension. To introduce a crack in the vibrating beam equation, the change in the rigidity may be replaced by a pinned joint at the location ofthe crack. For both these models, a first order analytical estimation of the variation of modal parameters due to theses changes is established. Using these analytical estimations of the relative frequency variations in functions of the physical changes, we develop methods of localization for two cases : only two tests corresponding to two states (healthy and damaged) and a series of tests (several tests on the healthy state and several tests on the damaged state). For the second case, we propose another method of detection and localization which uses the SVD tool . These methods are tested on numerical data and experimental data from literature or from tests performed during the phD
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Pacitti, Arnaud. "Nonlinear modeling of elastic cables : experimental data-based tension identification via static inverse problem." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1142/document.
Full textAbstract:
La connaissance de la tension dans les câbles de pont est un élément de diagnostic important, tant à l'échelle du câble qu'à celle de l'ouvrage dont il fait partie.Le présent travail de thèse propose une méthode d'évaluation de la tension parméthode inverse à partir d'une formulation variationnelle mixte de câble géométriquement exact permettant de coupler simplement et à bas coût un modèle universel de câble et des capteurs d'utilisation courante tels que des jauges de déformation et des capteurs de déplacement. Contrairement à de nombreuses méthodes existantes, la méthode pésentée ne nécessite pas une connaissance fine des paramètres du câble pour évaluer sa tension.Les choix de modélisation faits sont motivés par une étude approfondie des différentes typologies des câbles présents sur ouvrage et par une étude bibliographique qui tente de synthétiser l'immense littérature disponible dans le domaine des câbles. La modélisation retenue est issue de la théorie des lignes déformables des frères Cosserat, dont nous présentons les variantes avec et sans rigidité de flexion.Les moyens d'essai utilisés pour la validation expérimentale de la méthode mise au point ont été conçus et réalisés au cours du présent travail. Le montage expérimental imaginé permet d'appliquer la méthode inverse sur un câble montoron multicouches de 21 m de long et 22 mm de diamètre. Les essais sont réalisés à 6 différents niveaux de tension échelonnés par paliers de 30 kN de 55 kN à 205 kN. Ils montrent l'efficacité de la méthode sur le câble testé et la pertinence de son déploiement à venir sur d'autres typologies de câblesKnowledge of the tension in bridge cables is important not only to diagnostic the cable itself but also the construction it belongs to.The work presented in this thesis proposes to evaluate the tension of a geometrically exact cable using a static inverse method from a mixed variational formulation, by coupling simply and cheaply a universal cable model with usual sensors, such as displacement sensors and strain gauges. Contrarily to existing methods, a good knowledge of the cable's parameters, such as it length or weight per unit length, is not required.Combining a thorough study of various cable typologies encountered on bridges and the vast amounts of material available in the bibliography covering cables, lead to the modeling following the elastic theory of rods developed by the Cosserat brothers, François and Eugène, elaborating on their theory of rods with and without flexural stiffness.The experimental apparatus, designed and built in the course of this study, allowed to successfully validate the developed inverse method on a multilayered strand cable 21 m long and 22 mm in diameter at several tension levels. The universal aspect of the model introduced and its successful validation encourages its implementation to other cable typologies
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Hourdequin, Hélène. "Contribution à la conception et mise en oeuvre de structures de packaging pour la montée en tension des modules de puissance : contraintes sur les isolants." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30357.
Full textAbstract:
L'électronique de puissance est à l'orée d'une importante évolution avec l'introduction dans les systèmes de nouveaux composants de puissance à semi-conducteur 'grand gap'. En effet, l'évolution de la filière technologique à base de carbure de silicium (SiC) permet le développement de puces de tailles plus petites, capables de fonctionner à plus haute fréquence de commutation, et de supporter des tensions supérieures aux tensions actuelles, restreintes depuis plusieurs dizaines d'années par les propriétés physiques du silicium. L'introduction de ces composants impose par conséquent d'adapter leur environnement pour prendre en compte ces nouvelles performances. D'un point de vue électrique, les contraintes imposées aux matériaux isolants deviennent proches de leurs limites admissibles, notamment dans les configurations de packaging des modules de puissance actuellement utilisées. L'objectif de cette thèse est de proposer une solution originale permettant d'intégrer les composants de tenue en tension 15 kV, actuellement en phase de développement, dans une structure telle que le module de puissance. Après avoir étudié différentes solutions de packaging, l'étude s'est notamment focalisée sur une zone particulière, appelée zone de point triple située à l'intersection entre le substrat isolant, la métallisation et l'encapsulation. Nous proposons, à partir de simulations par la méthode des éléments finis, une nouvelle géométrie du substrat céramique métallisé capable de réduire l'intensité du champ électrique au point triple. La modification de la structure consiste en la création d'une gorge dans le substrat au bord de la métallisation. Cette nouvelle structure optimisée a montré en simulation une réduction remarquable de l'intensité du champ électrique au point triple du fait d'une meilleure répartition des équipotentielles. Après une revue des différentes techniques de réalisation, l'usinage par ultrasons a été retenu, ce mode d'usinage est particulièrement efficace pour des matériaux durs et cassants telles que les céramiques et permet d'obtenir un profil de gravure présentant notamment un excellent alignement du bord du métal avec celui de la céramique. Les résultats expérimentaux sur des échantillons tests ont permis de procéder à des essais montrant des résultats intéressants et encourageants en terme de décharges partielles et de tenue en rigidité électrique.[...]The power electronics is at the beginning of a major evolution by the introduction of new power components semiconductor 'wide bandgap' in the systems. Indeed, the evolution of silicon carbide (SIC) technology allows to develop small chips, which can operate at a higher switching frequency, and support higher voltages than current one, limited during several decades by the physical properties of silicon. Therefore, the introduction of these components must be adapted to their environment in order to take into account these new performances. From an electrical point of view, the stresses imposed on insulating materials are close to their limits, particularly in the packaging configurations currently used in the power modules. The aim of this thesis is to propose an original solution allowing to integrate the 15 KV components currently in development phase, in a structure such as power module. After studying some packaging solutions, the study focused on a particular area, called the triple point between the metallization, the substrate and the encapsulation materials. We propose, from simulations by the finite element method analysis, a new geometry for the metallized ceramic substrate able to reduce the electric field intensity at the triple point. The structure modification consists in the creation of a gap in the substrate at the edge of the metallization. This new geometric structure has shown by simulation a significant reduction of the electric field intensity at the triple point thanks to a better spreading of the equipotential lines. After reviewing several technical manufacturing, ultrasonic machining was selected, this process is particularly efficient for hard and brittle materials such as ceramics and provides an etching profile with an excellent alignment to the edge of the metallization with the ceramic. Experimental results based on samples tests made it possible to carry out tests showing interesting and encouraging results in terms of partial discharges and resistance to dielectric strength. Thanks to the simulation under FEM analysis and after first experimental results, the new geometric structure for the metallized ceramic substrate proposed for the high voltage power modules, seems to be a technologically integrable solution for the optimization of the packaging for the purpose of the voltage rise in module. Moreover, the interest of the proposed solution compared with other published strategies, such as the use of innovative encapsulation materials was discussed, as well as the advantage offered of being able to combine the strengths of two types of approaches
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Hniki, Saadia. "Contribution à la modélisation des dispositifs MOS haute tension pour les circuits intégrés de puissance ("Smart Power")." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00581114.
Full textAbstract:
Au cours des dernières décennies, les circuits intégrés de puissance ont connu une croissance très importante. Aujourd'hui la régulation et distribution d'énergie électrique jouent un rôle crucial. La réduction constante des dimensions ainsi que le besoin en densité de puissance de plus en plus élevée ont mis en évidence la nécessité de structures toujours plus performantes. La technologie "smart power" a été développée pour satisfaire ces demandes. Cette technologie utilise les dispositifs DMOS, offrant de nouvelles solutions grâce à ses caractéristiques uniques forte tension et fort courant. Le fonctionnement de ces dispositifs est accompagné par l'apparition de nombreux phénomènes. Une bonne modélisation permet de rendre compte de ces phénomènes et prédire le comportement physique du transistor avant sa production. L'objectif de cette thèse était donc d'améliorer la modélisation et de mettre en place une méthode d'extraction de certains paramètres physiques liés au fonctionnement du MOS HV (High Voltage). Cette thèse a été principalement dédiée à la modélisation du phénomène de l'auto-échauffement et à la définition d'une méthode d'extraction des parasites RF dans les transistors MOS et, enfin, à la comparaison du macro-modèle utilisé par STMicroelectronics avec le modèle compact HiSIM_HV dédié au MOS HV. Pour cela, il était essentiel de mettre en place des nouvelles procédures de modélisation et d'extraction et de dessiner des structures de test spécifiques. Les résultats présentés dans cette thèse ont été validés par différentes comparaisons avec les mesures en technologies sur SOI et sur substrat massif.
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Hourlier-Fargette, Aurélie. "Soft interfaces : from elastocapillary snap-through to droplet dynamics on elastomers." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066089/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse à l’interface entre élasticité et capillarité, nous présentons tout d’abord une instabilité élastique, le claquage, revisitée dans un contexte élastocapillaire. En déposant une goutte d’eau sous une lamelle flambée en position basse, nous parvenons à déclencher une instabilité de claquage à contresens de la gravité. Cette démonstration de la prédominance des effets capillaires à petite échelle s’accompagne d’une étude des positions d’équilibre et de la stabilité de systèmes goutte-lamelle. Nous démontrons l’influence importante de la taille et de la position de la goutte le long de la lamelle, puis étendons notre étude au cas de bulles ou de gouttes condensées à partir de vapeur d’eau. Enfin, nous nous intéressons à l’aspect dynamique de l’instabilité, qui est dictée principalement par l’élasticité, y compris dans le cas élastocapillaire.Nous mettons ensuite en évidence un phénomène surprenant : la dynamique de descente d’une goutte d’eau sur un élastomère silicone présente deux régimes successifs, caractérisés par deux vitesses différentes. Nous montrons que les chaînes libres non réticulées présentes dans l’élastomère sont à l’origine de cette dynamique inattendue. La goutte est progressivement recouverte par des chaînes de silicone, et sa vitesse change brutalement lorsqu’une concentration surfacique critique est atteinte, ce qui se traduit par une transition brutale de tension de surface. Nous nous intéressons aux vitesses de gouttes dans les deux régimes ainsi qu’aux échelles de temps mises en jeu lors de l’extraction de chaînes non réticulées, et montrons que l’extraction de ces chaînes se produit au niveau de la ligne tripleThis thesis focuses on interactions between liquids and elastic solids. We first revisit the snap-through instability from an elastocapillary point of view, showing that capillary forces are able to counterbalance gravity by inducing snap-through with a droplet deposited below a downward buckled elastic strip clamped at both ends. Equilibrium, stability, and dynamics of drop-strip systems are investigated, demonstrating the influence of droplet size and droplet position along the buckled strip, and showing that capillarity is driving the system toward instability but elasticity is ruling the subsequent dynamics. Spin-off versions of the experiment are also designed, including a humidity-controlled mechanical switch and upscaled experiments using soap bubbles.We then focus on interactions between silicone elastomers and aqueous droplets to understand the mechanisms underlying an unexpected two-regime droplet dynamics observed on vertical silicone elastomer plates. After demonstrating that this two-regime dynamics is due to the presence of uncrosslinked oligomers in the elastomer, we show that the speed transition coincides with a surface tension transition. A quantitative study of the droplets speeds in the two regimes is performed, and the timescale needed for uncrosslinked oligomers to cover the water-air interface is investigated both for sessile and moving droplets. We eventually show that uncrosslinked chains are extracted from the elastomer at the water - air - silicone elastomer triple line, and demonstrate that extraction occurs in various setups such as partially immersed silicone elastomer plates or air bubbles sliding up PDMS planes immersed in a water bath
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REYNAUD, JEROME. "Stabilite de structures metal isolant semi-conducteur a base de silicium amorphe et silicium polycristallin sous l'effet de contraintes en tension d'apres des mesures de capacite." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066356.
Full textAbstract:
Cette etude porte sur des structures metal/isolant/semi-conducteur (mis) a base de silicium amorphe et de silicium polycristallin en relation avec l'application aux ecrans plats a cristaux liquides des transistors a effet de champ en couches minces (tft). L'analyse theorique des mesures de capacite quasi-statique et quasi-stationnaire met l'accent sur la prise en compte d'un continuum d'etats localises dans le volume du semi-conducteur amorphe. Pour le silicium polycristallin, nous avons compare deux methodes d'hydrogenation: l'hydrogenation au moyen d'une couche de nitrure de silicium hydrogenee et l'hydrogenation par un plasma micro-onde. L'hydrogenation par nitruration ameliore la densite d'etats par rapport a la structure non hydrogenee. Cependant, la densite reste elevee et des post-recuits a basse temperature ne conduisent pas a une amelioration importante. L'hydrogenation par plasma micro-onde donne une densite d'etats plus faible. Les resultats tires de mesures de capacite de structures mis et des caracteristiques courant-tension i#d(v#g) des tft presentent la meme evolution en fonction de recuits successifs de 200c a 450c. Sur les structures a base de silicium amorphe, nous avons etudie l'effet de contraintes en tension a differentes temperatures. A temperature ambiante, seules les contraintes positives ont un effet sur les diodes mis. Les memes lois regissent l'evolution temporelle des tensions caracteristiques des transistors et des structures mis sous l'effet de contraintes de duree variable realisees a 100c. Avec des contraintes a 200c, les resultats tires des mesures de capacite quasi-statique montrent que les contraintes induisent une modification de la densite des defauts electriquement actifs dans le semi-conducteur. Finalement, seules les structures a base de silicium polycristallin hydrogene par plasma micro-onde presentent une densite d'etats d'interface comparable a la densite d'etats ramenee a l'interface des structures a base de silicium amorphe
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Mills, Austin Shelley. "The Structural Suitability of Tensegrity Aircraft Wings." University of Dayton / OhioLINK, 2020. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1590172090108379.
Full text
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Basso, Monteverde Leticia. "Contributions to an interpretation of the structure of Dasein according to its bidimensional character." Pontificia Universidad Católica del Perú - Departamento de Humanidades, 2014. http://repositorio.pucp.edu.pe/index/handle/123456789/112881.
Full textAbstract:
From a reading of Sein und Zeit and contemporary courses, we are interested in examining the transcendental structure of Dasein to explain what we understand as its bidimensional character. For this, we analyze the function of the mood in the dynamics of the structure through the anxiety (Angst) and profound boredom (tiefe Langeweile). We emphasize the affective disposition as an existential starting point and condition of possibility for two pathways, since in relation to being we observed tension between two dimensions that are oscillated Dasein towards one concealment and one unconcealed motion of what happens. With this interpretation we intend to show that the tensive dynamics of the bidimensional structure of Dasein proposed here is the effect of the original givenness of being.A partir de una lectura de Sein und Zeit y los cursos coetáneos a esta obra, nos interesa examinar la estructura trascendental del Dasein para explicar lo que entendemos como su carácter bidimensional. Para esto, analizamos la función del temple de ánimo en la dinámica de la estructura a través de la angustia (Angst) y el aburrimiento profundo (tiefe Langeweile). Enfatizamos la disposición afectiva como punto de partida existencial y condición de posibilidad para dos vías, ya que en la relación con el ser observamos cierta tensión entre dos dimensiones que hacen oscilar al Dasein hacia un movimiento de ocultación y uno de desocultación de lo que acontece. Con esta interpretación, pretendemos mostrar que la dinámica tensiva de la estructura bidimensional del Dasein aquí propuesta es el efecto de la originaria donación del ser.
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Wakrim, Tariq. "Commutation de capacitance dans les mémoires résistives (ReRAM), application aux mémoires d’impédance (ZRAM ou mem-capacitors)." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT085/document.
Full textAbstract:
Les mémoires résistives ReRAM (ou memristors) sont destinées à remplacer les mémoires non volatiles Flash. Les ReRAM utilisent le changement de résistance d’une structure MIM (Métal-Isolant-Métal) soumise à un stress en tension. Jusqu’à présent, l’attention était focalisée sur les mécanismes qui régissent la commutation de résistance dans les dispositifs ReRAM. Moins d’attention a été accordée à la variation de capacitance, c'est-à-dire à la variation de capacité des structures MIM lorsque ces dernières sont soumises à un stress en tension. C’est sur ce dernier point que notre travail porte. Nous étudions la variation d’impédance (conductance et capacitance dans le domaine RF) dans des structures MIM à base de HfO2. Au-delà d’une tension seuil (Set) une diminution de la capacitance est observée, conjointement à une augmentation de conductance. Des cycles mémoires capacité-tension (C-V) et conductance-tension (G-V) sont obtenus de manière reproductible. Des caractérisations en fréquence (C-f et G-f), sous différentes polarisations continues, sont effectuées pour mieux comprendre les mécanismes de commutation de l’impédance. La diminution de capacitance dans l’état conducteur (ON) est attribuée au caractère inductif des filaments conducteurs formés pendant l’étape de Set. Les mécanismes de transport conduisant à l’apparition de ce caractère inductif sont discutés. Nous montrons également l’influence du procédé de dépôt (ALD) de HfO2 sur les caractéristiques C-V et G-V, ainsi que les modifications apportées par l’emploi d’une structure bicouche. Ce travail ouvre la voie à la réalisation de dispositifs à mémoire de capacitance (mem-capacitors), et plus généralement de composants à mémoire d’impédance (ZRAM). Le potentiel de ces dispositifs pour réaliser un filtre reconfigurable (programmable en tension) est démontré d’une manière pratiqueResistive random access memories (ReRAM) hold great potential for replacing Flash memories. A ReRAM memory (or MEMRISTOR) uses a resistive switching phenomenon found in Metal-Insulator-Metal (MIM) structures under a voltage stress. Most researches were focused on the mechanisms governing the resistance switching in ReRAM devices and less attention has been paid to capacitance variation of MIM structures under a voltage stress. Our work is focused on that latter phenomenon. We study impedance variation (conductance and capacitance in the RF domain) in HfO2-based MIM structures. Above a threshold voltage (Set), concurrently to conductance increase, a decrease in the capacitance value is observed. Reproducible capacitance-voltage (C-V) and conductance-voltage (G-V) memory cycles are obtained. Frequency dependent characterizations (C-f and G-f), under different DC bias voltages, are performed with the aim of understanding the mechanisms of impedance switching. The capacitance decrease observed in the conducting (ON) state is attributed to the inductance of the filament created during the Set stage. Transport phenomena responsible for the filament inductive behavior are discussed. Impact of HfO2 deposition process (ALD), as well as the use of bi-layer structures, on C-V and G-V characteristics are shown. This work paves the way for the realization of new capacitance memory devices (mem-capacitors) and most generally for impedance memories (ZRAM). Potential of these devices to design reconfigurable filters (controlled by voltage bias) is demonstrated in a practical way
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Emelin, Samuel. "Analyse et intercomparaison des choix techniques majeurs en terme de structures de réseau et de règles d'exploitation parmi les grands distributeurs d'électricité." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT042.
Full textAbstract:
Confronté à un contexte de stagnation globale de la consommation d'électricité mais avec un potentiel important de développement de nouveaux usages, ainsi qu'à l'apparition d'unités de production dispersée sur le territoire, le principal gestionnaire de réseau de distribution français a besoin d'expliciter ce que sont ses grands choix de structure et de règles d'exploitation, et de les comparer avec les distributeurs étrangers. Les principes de construction du réseau ont un impact sur la capacité à intégrer les nouvelles installations de consommation ou de production à moindre cout, et à assurer les exigences sociétales,notamment pour ce qui concerne la continuité de fourniture. Cette thèse permet de comparer ces choix techniques majeurs avec les pratiques rencontrées à l'étranger, pour situer le réseau français et ses spécificités dans un environnement technique international.Après avoir arrêté une perspective de développement des usages et des productions en France sur la base notamment des textes législatifs, l'architecture du réseau de distribution français est décrite. Les différences fonctionnelles de choix de structure dans le monde sont alors analysés, en soulignant les conséquences dans le dimensionnement par rapport au cas français. Puis l'équilibre entre niveaux de tension est questionné, ainsi que les effet des caractéristiques du territoire sur le réseau. Enfin, des choix techniques nouveaux sont proposés après analyse des points forts et des points faibles des variantes existant dans le mondeFaced to a context of a global lack of growth in electricity consumption, but with many potential development of new uses, added with the appearance of more and more dispersed generation, the main French distribution grid utility needs to question and compare its choicesconcerning grid structure and exploitation practices. Grid building principles have a greatimpact over its capacity to integrate at low cost consumption and production facilities, whilemeeting society needs, mainly continuity of supply. This work allows to compare thosetechnical choices between France and other countries, to determine where French utilitystands and what are its specific features in a worldwide technical environment.After setting a perspective about uses and production development, mainly on the basis of French legislation, the overall distribution grid architecture is described. Functional differences in structure choices in the world are then analysed, their consequences in thesizing of equipments is underlined. Then the equilibrium between voltage levels is questioned,as the effect of territorial features on the grid. Finally, new technical choices are proposed after advantages and drawbacks analysis of existing world grids