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Dissertations / Theses on the topic 'Viscoélasticité linéaire'
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1
Rubio, Patrice. "Rhéologie élongationnelle, équation constitutive en viscoélasticité non linéaire." Pau, 1999. http://www.theses.fr/1999PAUU3005.
Full textAbstract:
Cette étude rassemble des caractérisations rhéologiques en élongation et en phase fondue de polymères commerciaux à larges distributions de masse molaire et pouvant contenir des ramifications. Les viscosités transitoires en élongation uniaxiale sont sensibles aux caractéristiques physico-chimiques des matériaux, alors que les viscosités en élongation équibiaxiale et à l'état stable, mesurées par compression lubrifiée, ne montrent aucune différence de comportement entre des polymères linéraires et des polymères ramifiés. Nous pouvons rendre compte des influences de la structure moléculaire sur les propriétés rhéologiques en élongation en utilisant une équation de comportement de type k-bkz suivant le modèle de dynamique moléculaire de Doi et Edwards. Notre étude s'appuie sur des recherches en rhéologie moléculaire et permet d'introduire l'influence du tenseur sphérique des contraintes sur les temps de relaxation des chaines macromoléculaires soumises à une élongation. La modélisation représente correctement les propriétés rhéologiques en élongation et décrit quantitativement les orientations moléculaires des chaines macromoléculaires linéaires (PMMA). Nous modélisons les propriétés réhologiques de PEBD en viscoélasticité linéaire des travaux théoriques de McLeish. Nous proposons aussi une modélisation en viscoélasticité non linéaire en posant que les portions de tube entre ramifications subissent un étirement sous la déformation tout en s'orientant dans l'écoulement (Marrucci, Graesslay). Pour rendre compte de la réalité expérimentale, il faudrait tenir compte d'un processus de relaxation de l'étirement aux grandes déformations. Nous définissons un critère de déformation critique pour représenter la déformation de rupture d'un échantillon soumis à une élongation à vitesse de déformation constante et en régime transitoire. Un critère analogue peut être mis en évidence pas des simulations de tirage sur joncs en condition isotherme et utilisant une équation constitutive de type k-bkz.
2
Sarrazin, Jérôme. "Polymères modèles à ramifications longues : Rhéologie et modèles de viscoélasticité linéaire." Pau, 2004. http://www.theses.fr/2004PAUU3032.
Full textAbstract:
L'objet de ces travaux est l'étude en viscoélasticité linéaire de polymères ramifiés modèles, purs ou en mélange avec un polymère commercial. L'étude systématique de polymères ramifiés de différentes topologies (étoiles, polymères en H, Pom-Pom et peignes) de différentes natures chimiques (polyéthylène, polystyrène, polyisoprène) a permis, à l'aide des théories de dynamique moléculaire existantes (modèle du tube de Doi et Edwards, modèle de fluctuation des branches de Ball et McLeish, concepts de dilution dynamique et de hiérarchisation des processus de relaxation), d'établir un modèle de dynamique moléculaire quantitatif et prédictif pour le comportement des polymères ramifiés modèles purs. L'étude du comportement de polyéthylènes ramifiés modèles dans une matrice de polyéthylène basse densité linéaire (PEBDL) commercial par le biais de diagrammes d'analyse couramment utilisés dans la littérature (diagramme de Van Gurp et Palmen, diagramme de Cole-Cole, variation de la partie imaginaire de la viscosité complexe en fonction de la fréquence) a permis de déterminer des lois d'échelle reliant la topologie spécifique de l'espèce ramifiées et son comportement dans le mélange<br>This work is dedicated to the study of the linear viscoelastic behaviour of model long chain branched (LCB) polymer melts, either pure or blended with a commercial polymer. The systematic study of LCB polymer melts of different topologies (stars, H-shaped polymers, Pom-Pom's and combs) of different chemical species (polyethylene, polystyrene, polyisoprene) allows to build a quantitative and predictive model of molecular dynamics for the behaviour of pure model LCB polymer melts, based on existing theories (tube model, arm fluctuation theory, concepts of dynamic dilution and hierarchization of relaxation processes). The study of the behaviour of model LCB polyethylenes in a matrix of linear low density polyethylene through the use of various plots proposed in the literature (Van Gurp Palmen plot, Cole-Cole plot, variation of the imaginary part of the complex viscosity vs. The frequency) allowed to determine relavant scaling laws relating the specific topology of LCB species to their behaviour in the blend
3
Gacem, Hatem. "Comportement visco-hyperélastique des élastomères : viscoélasticité non linéaire, application aux multicouches." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066432.
Full textAbstract:
Le travail réalisé constitue une contribution à l’étude du comportement viscoélastique non linéaire des élastomères: Un premier chapitre bibliographique est consacré à introduire les propriétés mécaniques des élastomères. Nous mettons l’accent sur la viscoélasticité non linéaire. Dans le deuxième chapitre, une caractérisation expérimentale du comportement en fluage d’un élastomère, à court terme ainsi qu’à long terme, est présentée en premier lieu. Par la suite, un formalisme général original modélisant le comportement viscoélastique non linéaire des élastomères basé sur la loi de Knauss est développé. Dans une troisième partie du deuxième chapitre, en se basant sur une équivalence contrainte temps, une approche de prévision de courbe maîtresse de fluage à longue durée à partir d’essais de fluage courts est présentée. Dans le troisième chapitre nous développons une modélisation du module dynamique d’un élastomère, dans le domaine temporel et fréquentiel, en intégrant l’effet de la précharge et en se basant sur le couplage hyperélasticité-viscoélasticité. Dans un dernier chapitre, une caractérisation expérimentale et une modélisation du comportement dynamique en cisaillement, sous précharge, d’une structure multicouche a été menée. C’est un composite élastomère/métal appelé ”Shim”, utilisé pour l’isolation vibroacoustique dans les systèmes de freinage. Le modèle développé permet de caractériser le comportement fréquentiel du composite en fonction de la précharge. Une étude comparative avec un modèle éléments finis est discutée.
4
Smail, Rachid. "Comportement viscoélastique linéaire et non linéaire en cisaillement de fractions de polystyrène : prévisions de quelques modèles issus de la dynamique moléculaire." Saint-Etienne, 1997. http://www.theses.fr/1997STET4007.
Full textAbstract:
Le présent travail s'est attaché à la compréhension et à l'application de quelques éléments de la dynamique moléculaire pour une représentation simplifiée du comportement rhéologique de polymères fondus. Les polymères choisis sont des polystyrènes monomoléculaires. Le comportement rhéologique en viscoélasticité linéaire a été modélisé par le modèle de Rouse pour un polymère de masse inférieure m#c. Pour les polymères de masse supérieure à m#c, un spectre discret simple de temps de relaxation, dont les modes ont une signification physique, a été proposé. L'échelle des temps a été divisée en trois zones (transition, plateau et zone terminale). Ces zones sont délimitées par des temps physiques (de Rouse, de rééquilibration, de reptation et fluctuation) et les temps intermédiaires sont des fractions de ces temps principaux. En régime non linéaire, trois types de comportements ont été observés. Le premier concerne le polymère de masse inferieure à m#c. Le deuxième concerne des polymères de masse légèrement supérieure à m#c. Enfin, le troisième concerne les polymères dont la masse est très élevée. Les résultats obtenus pour le polymère de masse faible ont été confrontés aux prévisions du modèle de Lodge. Pour les polymères de masse supérieure à m#c, les résultats expérimentaux ont été confrontés aux prévisions de quatre modèles issus de la dynamique moléculaire : les modèles de Doi et Edwards sans ou avec l'hypothèse de l'alignement indépendant, le modèle de Marruci et de Cindio et le modèle de Wagner et Schaeffer. Le calcul a montré que ces modèles surestiment les données expérimentales pour les polymères étudiés. Une origine des différences entre les modèles et l'expérience peut être attribuée aux spectres des temps de relaxation déterminés en régime linéaire. Aucun modèle ne prévoit les instabilités observées sur les courbes expérimentales. Seuls les modèles de Doi et Edwards prévoient le dépassement de contrainte sur la contrainte de cisaillement à des gradients de vitesse conformes à l'expérience pour les polymères de masse élevée. Une courbe d'écoulement contrainte-gradient de vitesse non monotone a été obtenue indiquant la présence d'instabilités. Les modèles de Doi et Edwards semblent relativement adaptés à la description du comportement rhéologique de fractions de polystyrènes dont la masse est très éloignée de m#c.
5
Alaoui, Soulimani Amina. "Une méthode énergétique de modélisation de la viscoélasticité non linéaire en grandes déformations." Marne-la-vallée, ENPC, 1993. http://www.theses.fr/1993ENPC9320.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail de recherche est la mise au point d’une loi de comportement pour des matériaux viscoélastiques subissant des grandes déformations. On recherche une formulation qui permette de séparer, à chaque instant, l’énergie élastique stockée par le matériau et l’énergie dissipé par viscosité. Une étude bibliographique fait le point des différentes méthodes proposées à partir de la généralisation au cas non linéaire des deux approches utilisées dans le cas linéaire. On analyse pourquoi ces méthodes ne répondent pas à la question posée. Nous proposons une nouvelle loi de comportement que nous nommons pseudo-linéaire, basée sur l’écriture d’un principe de superposition de Boltzmann pour un couple contraintes-déformations particulier. Ce couple peut être déterminé à partir de l’approche classique de l’hyperélasticité caoutchoutique et nous montrons comment. Nous étudions de manière approfondie la compatibilité avec la thermodynamique des milieux continus et nous donnons les expressions des énergies élastique et dissipée en fonction uniquement des grandeurs caractéristiques du comportement. Nous présentons la procédure expérimentale de caractérisation relativement souple qui permet de déterminer les fonctions caractéristiques de la loi. Nous présentons enfin des exemples d’application de cette approche nouvelle et traitons entièrement l’identification qui est grandement simplifiée par la formulation théorique choisie<br>We propose a new modelling of finite non linear viscoealasticity based on the choice of proper Lagrangian strain tensor which permits to write the constitutive equation as a single convolutive integral. To insure the thermodynamic compatibility of this approach, we derive the constitutive equation from the Helmhotz free energy of the material, which is supposed to be a quadratic intergral form on the history of this peculiar strain tensor. We use the Clausius-Duhem equation to calculate the dissipation function for the material. We make the link between our approach and the elasticity of rubber-like materials and we propose a scheme to find the proper Lagrangian strain tensor from the strain energy function of the material. For isotropic materials we propose a full procedure for the experimental characterization. Finally, we give some applications based on the comparaison between the multiple integral expansion proposed by Pipkin and our modelling
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Nicolle, Stéphane. "Identification et modélisation du comportement viscoélastique linéaire et non linéaire du tissu cérébral en situation d'impacts." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2003. http://www.theses.fr/2003STR13157.
Full textAbstract:
Ce travail a pour objectif de contribuer au développement du modèle par éléments finis de la tête humaine de l'ULP. Il intègre une étude du comportement viscoélastique linéaire et non linéaire du tissu cérébral dont la connaissance reste actuellement incomplète et contrastée. Les propriétés matérielles en cisaillement du cerveau sont déterminées aux petites déformations sur une gamme de fréquences inédite (de 0. 1 à plus de 6000 Hz) qui inclut les fréquences associées aux chocs automobiles et balistiques non pénétrant. La robustesse du protocole opératoire et la fiabilité des résultats expérimentaux sont confirmées par l'utilisation de deux outils de mesure différents et par l'analyse d'un certain nombre de facteurs pouvant influer sur l'objectivité des mesures. L'étude s'accompagne également d'une analyse de l'anisotropie pour une région particulière du cerveau (la couronne radiaire), et des différences inter-espèces et régionales. Le comportement du cerveau aux grandes déformations est appréhendé au travers d'essais de relaxation effectués sur une plage de déformations allant de 0. 1% à 50%. Il ressort que l'augmentation du niveau de déformation influe sur l'amplitude des modules mesurés mais non sur leurs temps de relaxation. Les résultats aux petites déformations aboutissent à une modélisation phénoménologique du comportement linéaire du cerveau par un modèle de Maxwell généralisé à cinq modes. Le comportement non linéaire est modélisé par une loi hyperélastique de Ogden dans sa phase caoutchoutique puis par une extension proposée de cette loi (loi visco-hyperélastique) qui tient compte des effets dissipatifs observés sur l'intervalle de temps considéré. Une confrontation des lois de comportement linéaire et non linéaire du cerveau est enfin réalisée au cours d'une simulation numérique d'un choc de référence et d'un choc balistique. Il ressort que la mise en évidence de l'apport des différentes lois nécessite d'autres critères de validation des modèles numériques<br>The aim of this work is to contribute to the development of the ULP human head Finite Element model. This study concerns the linear and nonlinear viscoelastic brain tissue behaviour of which the knowledge remains currently incomplete and contrasted. The small shear strains brain properties are determined on new frequency range (from 0. 1 to more than 6000 Hz) which includes frequencies associated with traffic road accidents and non penetrating ballistic impacts. The robustness of the protocol and the reliability of the experimental results are confirmed by the use of two different testing devices and by the analysis of several factors which could affect measurements objectivity. The study is also accompanied by an analysis of the anisotropy for a particular area of the brain (the corona radiate), and inter-species and regional differences. The large strain brain behaviour is characterized by shear relaxation tests between 0. 1% and 50% strain. The results show the increase of the strain level affect the modulus magnitude but not their relaxation times. The brain linear behaviour is modelled by a phenomenological five-mode Maxwell model. The brain rubberlike behaviour is modelled by an Ogden hyperelastic law. This law is extended to take account of the observed dissipative effects on all time range (visco-hyperelastic law). Finally, a comparison of these brain linear and nonlinear constitutive laws is realised from numerical simulations of a reference and a ballistic impact. The conclusion is that the pertinence of the different laws contribution requires other numerical model validation criteria
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De, Buhan Maya. "Problèmes inverses et simulations numériques en viscoélasticité 3D." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00552111.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous abordons plusieurs problèmes mathématiques et numériques relatifs aux équations de la viscoélasticité en trois dimensions. Dans la première partie, nous considérons le système linéaire et nous nous intéressons au problème inverse de récupération d'un coefficient viscoélastique. Pour ce système, nous démontrons une inégalité de Carleman (Chapitre 1) et un résultat de stabilité dans le prolongement unique (Chapitre 2). Nous utilisons ensuite ces résultats pour prouver deux inégalités de stabilité pour le problème inverse, l'une relative à une unique mesure interne et l'autre à une unique mesure sur une partie arbitrairement petite de la frontière (Chapitre 3). Finalement, nous proposons une méthode pour résoudre ce problème numériquement et présentons une application en imagerie médicale (Chapitre 4). Dans la deuxième partie, nous étudions le système de la viscoélasticité non linéaire. Nous présentons des méthodes numériques pour le résoudre et l'implémentation de ces dernières en trois dimensions sur des géométries complexes (Chapitre 5). Une application biomédicale à la simulation des déformations des structures cérébrales est ensuite décrite (Chapitre 6). Enfin, nous abordons une question de modélisation en proposant un modèle couplé viscoélastique/viscoplastique en grandes déformations (Chapitre7).
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El, Assami Yassine. "Homogénéisation en viscoélasticité linéaire non-vieillissante par la méthode de l'inclusion équivalente : application aux matériaux cimentaires." Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1051/document.
Full textAbstract:
La prédiction du comportement à long terme des matériaux cimentaires est un enjeu majeur pour contribuer à l'étude de la durabilité des structures précontraintes. Le présent travail porte sur l'utilisation de la méthode de l'inclusion équivalente, approche d'homogénéisation multi-échelle simplifiée, pour la prédiction du fluage dans ces matériaux. Le fluage est modélisé par la viscoélasticité linéaire sans vieillissement. La méthode de l'inclusion équivalente permet de contourner certaines difficultés et limitations que présentent les approches classiques. Pour les matériaux cimentaires, fortement hétérogènes, les approches multiéchelles classiques sont ou bien numériquement lourdes et très complexes à mettre en œuvre, ou bien pas suffisamment détaillées pour prendre en compte les spécificités d'une microstructure. La méthode de l'inclusion équivalente présente un juste-milieu et permet de calculer des microstructures simplifiées de type matrice-inclusions et de fournir des estimations ou des bornes sur le comportement homogénéisé. Sous sa forme variationnelle, la méthode de l'inclusion équivalente n'a jusqu'alors été mise en œuvre que pour des inclusions de forme sphérique. Le présent travail propose d'étendre cette méthode à des inclusions de forme ellipsoïdale dont la variation de l'élancement permet de modéliser de nouveaux éléments asphériques tels que les fissures, les fibres et les cristaux de portlandite. Cette complexification de la géométrie a un impact sur le temps de calcul, qui est amplifié dans le cadre du fluage. Le second volet du travail porte alors sur l'extension de la méthode de l'inclusion équivalente à la viscoélasticité linéaire sans vieillissement par l'intermédiaire de la transformée de Laplace-Carson. Une méthodologie efficace (tant du point de vue de la précision que de celui du temps de calcul) est finalement proposée pour effectuer l'inversion numérique de cette transformée<br>The prediction of long-term behaviour of cementitious materials is a major concern which contributs to the study of the durability of prestressed structures. This work focuses on the use of the equivalent inclusion method, simplified multi-scale homogenization approach, for the prediction of creep in these materials. Creep is modelled by the non-ageing linear viscoelasticity. The equivalent inclusion method overcomes certain difficulties and limitations posed by conventional approaches. For cementitious materials (highly heterogeneous), conventional multi-scale approaches are, either digitally heavy and complex to implement, or not sufficiently detailed to take into account the specificities of a microstructure. The equivalent inclusion method presents a middle way and allows the calculation of simplified matrix-inclusion type microstructures and to provide estimates or bounds on the homogenized behaviour.Under its variational form, the equivalent inclusion method has, up to now, been implemented only for spherical inclusions. This work proposes to extend this method to ellipsoidal inclusions whose variation of slenderness allows the modelling of new aspheric elements such as cracks, fibers and portlandite crystals. Such enrichment of the geometry has an impact on the computation time, that is amplified in the context of creep. The second aspect of the work then applies to the extension of the equivalent inclusion method to the non-ageing linear viscoelasticity by means of the Laplace-Carson transform. An effective methodology (both from the viewpoint of precision and calculation time) is finally proposed to perform the numerical inversion of this transform
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Saad, Patricia. "Modélisation et identification du comportement non linéaire des cales en caoutchouc." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2003. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/psaad.pdf.
Full textAbstract:
Les propriétés des élastomères (grandes déformations, amortissement) rendent leur utilisation très intéressante d'un point de vue industriel. Ces matériaux sont aujourd'hui de plus en plus utilisés notamment dans des secteurs de l'industrie tels que l'automobile ou l'aéronautique. Cette utilisation concerne généralement des pièces qui sont soumises à de fortes sollicitations mécaniques (statiques et dynamiques). Le comportement à modéliser est alors fortement non linéaire, les non linéarités étant aussi bien géométriques (dues aux grandes déformations imposées) que comportementales (les lois de comportement utilisées sont non linéaires). Pour représenter ces aspects, des lois de comportement complexes sont implantées dans des codes de calcul éléments finis. Mais leur utilisation aboutit à des modèles coûteux numériquement, et comportant un grand nombre de degrés de liberté. De plus cela ne permet pas d'écrire une relation analytique utilisable dans des logiciels multicorps pour simuler le comportement d'une pièce en élastomère. Ce travail de thèse propose un modèle simplifié à peu de degrés de liberté pour approximer la réponse des liaisons élastiques en élastomère utilisées dans l'industrie automobile. Pour ce faire on utilise une approximation de Ritz pour décrire les déplacements et la géométrie des pièces. Cela permet d'obtenir une approximation des courbes effort déplacement. Des lois de comportement hyperélastiques et viscoélastiques sont prises en compte dans le modèle. Une deuxième partie est consacrée à l'extension du modèle pour prendre en compte la dissipation non linéaire des élastomères. De nombreux essais sont réalisés à différents niveaux d'amplitude d'excitation, de fréquence, et de précharge. Pour approcher la dépendance en amplitude du module dynamique, on effectue un développement en séries de Volterra de la relation contraintes déformations. L'influence de la précharge est prise en compte par linéarisation d'un modèle hyperviscoélastique<br>We develop a numerical model to compute non linear rubber bush response. The objective is to take into account elasticity, damping, and non linear properties in a simple model dedicated to full vehicle modelling simulation. It is therefore important that the constitutive model a accurately capture theses aspects of the mechanical behaviour. To take into account these properties, Finite Element Codes use several complex constitutive laws. All these constituve equations can be integrated in finite element models and many algorithms are developed for this purpose. The main drawback of this procedure is its complexity. The number of dof is too high to be integrated in a vehicle study. Our work aims at giving a simplified approximation of the force as a function of the displacement and its derivatives, starting from a microscopic constitutive equation. Starting from a finite element model and a constutive law, we want to generate an equivalent rheological model, with a few dof. This model aims at predicting the frequency response of the bush, function of its geometry, of the load, of the parameters of the constitutive law. To do so, we approximate the displacement as a linear combination of admissible kinematic displacement fields, according to the Rayleigh-Ritz approximation. Hyperelastic models are used to fit on linear quasi static force deflection curves. Viscoelastic constitutive laws are also developped. In order to predict amplitude dependency observed when we measure steady state harmonic response, we use a Volterra development of the stress strain constitutive equation. To take into account preload effects, we linearize a viscohyperelastic model. The predictions of these models are compared to experimental data
10
Dagreou, Sylvie. "Modélisation des propriétés viscoélastiques de systèmes dispersés." Pau, 2001. http://www.theses.fr/2001PAUU3025.
Full text
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Graindorge, Serge. "Étude expérimentale et théorique du comportement viscoélastique non-linéaire des matériaux composites : (Modèle unifié long terme - court terme et influence du vieillissement thermique)." ENSMP, 1998. http://www.theses.fr/1998ENMP0825.
Full textAbstract:
Les matériaux composites à matrice organique sont utilisés dans des applications structurales aéronautiques. C'est le cas du matériau étudié, le composite tissé carbone-epoxyde G939/M18. Les exigences de stabilité en service nécessitent une connaissance fine du comportement du matériau et notamment de l'influence du viellissement. L'objectif de ce travail de thèse est de caractériser et de modéliser le comportement viscoélastique non-linéaire à court terme et à long terme de ce type de matériaux composites. L'étude est constituée de trois parties. - La première est consacrée à l'étude théorique du phénomène de viscoélasticité. Dans un but d'application pratique, on s'oriente vers le développement d'une modélisation conservant la forme de l'intégrale de Boltzmann, mais modifiée par l'introduction d'un paramètre qui non-linéarisent l'influence de la sollicitation. A partir du modèle de Schapery et du choix de conserver seulement trois des six paramètres initiaux (dans le cas uniaxial), on propose une autre écriture. Celle-ci permet d'étendre le domaine de validité du modèle initial ; La deuxième est consacrée à l'étude expérimentale du matériau. On réalise l'analyse structurale du tissu avec l'étude de l'influence des viellissements thermique et hygrothermique, à travers des essais viscoélasticimétriques et gravimétriques. On réalise ensuite la caractérisation du comportement mécanique du matériau à 20, 70 et 135°C, à travers des essais de traction cyclée et de fluage-recouvrance. Ce comportement est viscoélastique non-linéaire en cisaillement (à l'état non endommagé) ; - La troisième partie concerne l'identification et la validation du modèle proposé. L'identification est effectuée à partir des essais de fluage-recouvrance. On valide ensuite cette identification et l'écriture du modèle proposée dans le cas de trajets de chargement plus complexes : traction cyclée et fluage multiple. Ces essais montrent l'intérêt d'une modélisation de type viscoélastique non-linéaire seule, sans ajout de composante plastique ou viscoplastique, dont la validité s'établit pour une gamme importante de trajets de chargement et dans une large plage de temps.
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Gacoin, Eric. "Viscoélasticité et plasticité de polymères confinés dans des contacts." Paris 6, 2006. http://www.theses.fr/2006PA066495.
Full text
13
Guiot, Boris. "Contribution à la transition d'échelles en (visco)-hyperélasticité pour une classe d'élastomères fortement chargés." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2252.
Full textAbstract:
Le but du travail est de poursuivre une étude micromécanique " non classique " pour des élastomères fortement chargés. La présente extension, avec pour socle les travaux pionniers de Christoffersen (1983) en élasticité transposés en viscoélasticité petites déformations par Nadot-Martin et al. (2003), consiste ici à introduire des constituants dont la nature du comportement est (visco)-hyperélastique propre au contexte des grandes déformations. La formulation du problème local est analytiquement établie pour des constituants compressibles ou incompressibles. Des simulations numériques de différents chargements macroscopiques, dans le cas simplifié d'une microstructure périodique à constituants hyperélastiques compressibles, sont discutées afin d'illustrer la potentialité et les caractéristiques essentielles de l'approche avancée : accessibilité aux champs locaux, prise en compte d'une certaine hétérogénéité des déformations au sein de la matrice dans l'estimation du comportement homogénéisé<br>The aim of this study is to pursue a non-classical micromechanical study and scale transition for highly filled particulate composites with a viscoelastic matrix. The present extension of a morphologically-based approach due to Christoffersen (1983) carried forward to viscoelastic small strain context by Nadot-Martin et al. (2003) consists here in introducing large strain (visco)-hyperelastic behaviour of the constituents. The form of a local problem is analytically stated for compressive and incompressive constituents. Numerical simulations of different macroscopic loadings for simplified compressive hyperelastic behaviour and periodic microstructure are discussed in order to illustrate salient features of the approach advanced notably accessibility of estimated heterogeneous local fields
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Deplace, Fanny. "Waterborne nanostructured adhesives." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066035.
Full textAbstract:
Nous avons étudié les propriétés d’adhésifs préparés à partir de particules de latex nanostructurées. Une méthodologie basée sur deux critères rhéologiques a été proposée pour optimiser les performances adhésives. Elle nous a permis d’identifier des stratégies applicables dans le cas particulier de PSA préparés à partir de particules de latex ayant une morphologie cœur-écorce. Une stratégie intéressante est l’activation d’une réaction de réticulation interparticule pendant le séchage du latex. Nous avons montré l’effet remarquable de cette réaction de réticulation sur les propriétés en grandes déformations. Ces propriétés sont assez bien décrites par un modèle non-linéaire combinant le modèle de Maxwell sur convecté et le modèle de Gent. Les meilleurs résultats d’adhésion sont obtenus pour des PSA préparés à partir de particules de latex ayant une fine écorce réticulée et un cœur mou et caractérisés par un net ramollissement à déformations intermédiaires suivi d’un rhéodurcissement. Dans un registre plus industriel, des performances adhésives prometteuses ont été obtenues avec des PSA préparés à partir de latex tackifiés in situ synthétisés par polymérisation en miniémulsion.
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Jrad, Hanen. "Etude du comportement dynamique non linéaire des composants viscoélastiques : Caractérisation, modélisation et identification." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01017063.
Full textAbstract:
Les matériaux viscoélastiques sont utilisés dans tous les domaines de l'ingénierie et des systèmes mécaniques, de l'électroménager, spatial, l'automobile, l'aéronautique ou le génie civil (ponts...) grâce à leur capacité d'amortir les chocs ou de filtrer les vibrations. Ce travail constitue une contribution à l'étude du comportement dynamique non linéaire des composants viscoélastiques notamment les élastomères. Dans ce mémoire, on introduit, d'abord, les propriétés mécaniques des élastomères, pour les aspects viscoélasticité et friction. Un rappel des différents phénomènes physiques et une liste non-exhaustive des modèles existants dans la littérature sont présentés. Ensuite, on propose des techniques expérimentales afin de décrire le comportement dynamique sous sollicitations uniaxiales d'un élastomère. Une description des bancs d'essais, des chaines d'analyse vibratoire, des méthodes de traitement des données des essais et d'analyse des mesures expérimentales est détaillée dans ce manuscrit. Une nouvelle approche du modèle de Maxwell généralisé a été proposée pour décrire le comportement dynamique du composant viscoélastique. Ce modèle permet une description précise et une bonne connaissance du comportement dynamique des composants viscoélastiques en fonction de l'amplitude, de la précharge et de la fréquence. La dissipation d'énergie identifiée sous forme d'amortissement peut être issue de l'amortissement intrinsèque des matériaux polymère comme de la friction aux interfaces dans le cas de composants caoutchoucs non adhérisés sur les pièces, dans ce travail, un nouveau modèle visco-tribologique a été développé en couplant les propriétés rhéologiques linéaires du modèle de Maxwell généralisé et le modèle de frottement de Dahl pour la description du comportement de frottement hystérétique des liaisons viscoélastiques non adhérisées.
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Genoyer, Julie. "Compatibilization of PMMA/PS blends by nanoparticles and block copolymers : effect on morphology and interfacial relaxation phenomena." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10198/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse présentent une étude du mécanisme de compatibilisation induit par des nanoparticules d’argile dans les mélanges de polymères en utilisant la rhéologie. Pour cela, de la montmorillonite, la laponite et l’halloysite, modifiées ou non, ont été ajoutées à des mélanges PMMA/PS. Les résultats de rhéologie linéaire en cisaillement ont montré que le mécanisme de compatibilisation, particulièrement le phénomène de coalescence, dépendait beaucoup de la localisation des nanoparticules. La montmorillonite modifiée, présente à l’interface entre les polymères, est la plus efficace à inhiber la coalescence et est aussi efficace qu’un copolymère à bloc de haute masse molaire. Ceci est particulièrement intéressant car les nanoparticules d’argile représentent un coût moindre comparé aux copolymères à bloc. Dans ces travaux, une attention spéciale a été portée aux relaxations présentes dans les mélanges. En utilisant la rhéologie linéaire en cisaillement, un effet Marangoni a été mis en évidence pour la première fois dans le cas de nanoparticules d’argile modifiées présentes à l’interface. Enfin, les mélanges soumis à un flux élongationnel puis relaxation ont montré que la relaxation des gouttes de phase dispersée après une importante déformation était plus rapide par ajout d’argiles dispersées dans la matrice et ralentie par des argiles mieux dispersées soit à l’interface, soit dans l’ensemble du mélange<br>In this thesis, the compatibilization mechanism induced by clay nanoparticles in polymer blends was investigated using rheology. To do so, montmorillonite, laponite and halloysite, modified or not, were added to PMMA/PS blends. Linear shear rheology showed that the compatibilization mechanism, especially the coalescence phenomenon, was greatly influenced by the localization of clay nanoparticles. Modified montmorillonite, which was located at the interface, was shown to be the most efficient at inhibiting coalescence among clays and as efficient as a block copolymer with a high molecular mass. The latter is particularly interesting as nanoparticles are cheaper than block copolymers. In this work, special attention was given to relaxations happening in blends. Using linear shear rheology, Marangoni stresses due to a gradient in compatibilizer concentration at the interface was evidenced for the first time in the case of organically modified clay nanoparticles when located at the interface. Finally, submitting blends to elongational flow and subsequent relaxation showed that the relaxation of the droplets after high deformations was faster in the case of clays dispersed in the matrix and slowed down by the interfacial tension in the case of a better dispersion of clays at the interface or in the whole blend
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De, La Chapelle Christophe. "Développement d'une technique torsionnelle dynamique pour l'étude du comportement non-linéaire de matériaux élastomères non-vulcanisés." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066180.
Full text
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Desceliers, Christophe. "Dynamique non linéaire en déplacements finis des structures tridimensionnelles viscoélastiques en rotation." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2001. http://www.theses.fr/2001ECAPO720.
Full textAbstract:
Cette recherche est relative à la dynamique non linéaire pour des déplacements finis, des structures tridimensionnelles en rotation ayant un comportement viscoélastique. La structure est mise en mouvement en imposant sur une partie de son bord un mouvement de corps rigide en rotation. Sur une deuxième partie de son bord, on définit une seconde condition de Dirichlet non homogène dépendant du temps. Enfin sur une troisième partie de son bord agissent des forces surfaciques fonctions de l'histoire du champ de déplacement. Le premier objectif de la thèse est de formuler les équations en se plaçant dans le cadre de la viscoélasticité non linéaire en déplacements finis. Cette modélisation est basée sur l'introduction d'une configuration de référence définie par un problème stationnaire non linéaire et en reprenant les travaux de Coleman-Noll. Les formulations variationnelles sous-jacentes sont construites et discrétisées par la méthode des éléments finis. Afin de faciliter l'étude mathématique du problème, nous avons introduit une algèbre qui fait intervenir des applications multilinéaires, applications dont les propriétés algébriques de symétrie sont étudiées en détail. Le second objectif de la thèse est de modéliser les perturbations de la géométrie, de la masse volumique et des paramètres de la loi de comportement au niveau des équations établies. Des développements algébriques asymptotiques des équations sont présentés afin de construire la solution du problème perturbé.
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Deplace, Fanny. "Adhésifs nanostructurés en voie émulsion." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004244.
Full textAbstract:
Nous avons étudié les propriétés d'adhésion et de déformation de films de polymères adhésifs préparés à partir de particules de latex nanostructurées. Une méthodologie basée sur deux critères rhéologiques et applicable à tout type de PSA a été proposée pour optimiser les performances adhésives. Elle nous a permis d'identifier des stratégies permettant d'améliorer le compromis entre propriétés adhésives et cohésives dans le cas particulier de PSA préparés à partir de particules de latex ayant une morphologie cœur-écorce. Une stratégie intéressante est l'activation d'une réaction de réticulation interparticule pendant le séchage du latex. Nous avons fait varier l'hétérogénéité du réseau tout en gardant constante la composition en monomères. Nous avons montré l'effet remarquable de cette réaction de réticulation sur les propriétés en grandes déformations de nos matériaux. Ces propriétés sont assez bien décrites par un modèle non-linéaire combinant le modèle de Maxwell sur convecté et le modèle de Gent. Les meilleurs résultats d'adhésion sont obtenus pour des matériaux caractérisés par un net ramollissement à déformations intermédiaires suivi d'un rhéodurcissement. Ce comportement est notamment obtenu pour des PSA préparés à partir de particules de latex ayant une fine écorce assez réticulée et un cœur très mou. Dans un registre plus industriel, des performances adhésives prometteuses ont été obtenues avec des PSA préparés à partir de latex tackifiés in situ synthétisés par polymérisation en miniémulsion.
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Hajar, Moha. "Equations d'évolution et bilans énergétiques en visco-élasticité linéaire : étude dans le cadre de la thermodynamique des matériaux à mémoire évanescente." Aix-Marseille 2, 1988. http://www.theses.fr/1988AIX22039.
Full textAbstract:
On construit les equations d'evolution de la thermoviscoelasticite, sur la base d'un modele fonctionnel de christensen & naghdi, que l'on developpe par la precision du role de la variation de la temperature en petites perturbations. Une caracterisation adequate de l'evanescence de la memoire d'un milieu, nous permet d'etendre des notions de thermodynamique classique a la thermodynamique des materiaux a memoire. On degage une periode transitoire pour les processus thermomecaniques periodiques. Dans une seconde partie, on effectue des bilans energetiques pour une classification des processus. On montre l'existence de phenomenes thermiques differes au sein du milieu sollicite. L'etude du cas particulier ou la deformation ne presente pas de dilatation, apporte une reponse definitive en ce qui concerne le bilan energetique pour les processus a deformation sinusoidale. C'est ainsi que l'on met en evidence un emmagasinement d'energie sur la periode transitoire. On propose trois methodes permettant d'effectuer le bilan thermique, a partir de l'observation du seul comportement mecanique
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Lévesque, Martin. "Modélisation du comportement mécanique de matériaux composites viscoélastiques non linéaires par une approche d'homogénéisation." Paris, ENSAM, 2004. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001237.
Full textAbstract:
L’objectif principal de ce travail de thèse est d’établir un modèle, s’appuyant sur l’homogénéisation, permettant la prédiction du comportement mécanique de matériaux composites viscoélastiques non linéaires. L’approche est appliquée à un polypropylène renforcé de billes de verre réparties aléatoirement. La première partie du document est consacrée à l’écriture et l’identification d’une loi de comportement viscoélastique non linéaire pouvant être appliquée au polypropylène. La deuxième partie traite de l’établissement du modèle ainsi que de son implémentation numérique. Le modèle d’homogénéisation est développé au troisième chapitre. L’approche proposée permet de transposer certains modèles existants pour des matériaux ne dépendant pas de l’histoire de chargement à des comportements viscoélastiques non linéaires. La méthodologie permet donc de ramener le problème viscoélastique non linéaire à un problème viscoélastique linéaire à histoire de déformations libres. Ce nouveau problème est résolu à l’aide du principe de correspondance viscoélastique linéaire et des transformées de Laplace-Carson. Le quatrième chapitre est dédié à l’implémentation numérique du modèle. On insiste notamment sur le fait que le matériau viscoélastique linéaire de comparaison rencontre les exigences de la thermodynamique des milieux continus. De plus, nous proposons un algorithme conduisant à une inversion précise des transformées de Laplace-Carson. Finalement, la dernière partie de la thèse est consacrée à la validation des modèles proposés. Des modèles éléments finis de la microstructure et l’implémentation de la loi de comportement viscoélastique non linéaire sont réalisés au ch(…)<br>The main objective of this thesis is to develop a model, based on homogenisation, for predicting the mechanical response of nonlinear viscoelastic composites. The model is applied to a glass beads reinforced polypropylene in which the beads are randomly distributed. The initial part of the thesis is concerned with the development of a three dimensional nonlinear viscoelastic constitutive law that can be applied to this polypropylene composite. The second stage of the thesis deals with the development and identification of the homogenisation model while this theoretical model is presented in Chapter Three. This approach allows material models, for which the response does not depend on the load history, to be applied to nonlinear viscoelastic materials. The approach involves transforming the initial nonlinear viscoelastic problem into one which is linear viscoelastic with a history of stress-free deformations. This problem is solved with the linear viscoelastic correspondence principle and Laplace-Carson transforms. Chapter Four deals with the numerical implementation of such a model. The implementation is achieved in such a way that the comparison materials, which represent the new linear viscoelastic problem, satisfy all thermodynamic requirements. Moreover, a new algorithm has been developed to numerically invert the Laplace-Carson transforms with good accuracy. The final part of the thesis validates the theoretical model through means of finite element models of typical microstructures and the numerical implementation of the nonlinear viscoelastic constitutive law. Comparisons are also presented between the predictions of the homogenisation model, the fi(…)
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Roussel, Jean-Marie. "Apport de la viscoélasticité dans l’analyse dynamique des essais au Heavy Weight Deflectometer." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSET015.
Full textAbstract:
Le Heavy ou Falling Weight Deflectometer (F/HWD), est un appareil d’auscultation non destructive des chaussées basé sur la mesure de la déflexion engendrée par un chargement impulsionnel. Les essais F/HWD sont généralement exploités par des méthodes d’analyse inverse, dont le but est de déterminer les propriétés mécaniques des couches de chaussée. Ces méthodes consistent en la recherche du jeu de propriétés mécaniques pour lequel les déflexions calculées à l’aide de modèles numériques sont comparables aux déflexions mesurées in situ. Malgré son utilisation très répandue sur chaussées routières et aéroportuaires, il s’avère que les données de cet essai sont souvent interprétées dans un cadre d’hypothèses discutable car la méthode élastostatique couramment utilisée ne prend pas en compte les effets dynamiques et limite le comportement des matériaux bitumineux à l’élasticité linéaire. Ce travail, dans le cadre d’une coopération entre le Service Technique de l’Aviation Civile (STAC) et le Laboratoire de Tribologie et de Dynamique des Systèmes (LTDS) a pour objectif principal d’étudier les méthodes d’analyse de l’essai F/HWD en incluant les effets dynamiques et les propriétés viscoélastiques linéaires des matériaux bitumineux. Au cours des travaux entrepris, le fonctionnement de l’appareil F/HWD a été analysé grâce à des systèmes d’instrumentation externes. Puis deux méthodes de simulation de l’essai F/HWD ont été développées : la Méthode des Eléments Finis dans le domaine temporel et la Méthode des Eléments Spectraux dans le domaine fréquentiel. Ces deux outils permettent le calcul de la réponse d’une chaussée sous un chargement impulsionnel de type F/HWD selon plusieurs hypothèses d’équilibre (quasi-statique et dynamique) et de comportement des matériaux bitumineux (élastique linéaire et viscoélastique linéaire). Enfin, une méthode d’analyse inverse viscoélastique dynamique est proposée. Après avoir été vérifiée et évaluée, elle est appliquée à des essais HWD réalisés sur la planche expérimentale du STAC à différentes températures entre 0°C et 30°C. Les propriétés viscoélastiques linéaires déduites des essais HWD sont également comparées aux résultats d’essais de module complexe sur les matériaux de la même planche réalisés au laboratoire de l’ENTPE<br>The Heavy or Falling Weight Deflectometer (F/HWD) is a non-destructive pavement assessment device. The F/HWD test is based on the measurement of the deflection generated by an impulse loading. F/HWD tests are generally analysed by inverse analysis methods, the purpose of which is to determine the mechanical properties of the pavement layers. These methods are based on the search of mechanical properties for which the deflections calculated using numerical models are comparable to the deflections measured in situ. Despite its widespread use on road and airport pavements, it turns out that the data from this test are often interpreted within a questionable background because the elastostatic method commonly used does not consider dynamic effects and limits the behaviour of bituminous materials to linear elasticity. This work, in the framework of a cooperation between the Civil Aviation Technical Centre (STAC) and the Laboratory of Tribology and Systems Dynamics (LTDS) has the main objective to study the analysis methods of the F/HWD test data by including the dynamic effects and the linear viscoelastic properties of bituminous materials. During this work, the F/HWD devices has been studied with external sensors. Then, two numerical methods for simulating the F/HWD test were set up: the Finite Element Method in time domain and the Spectral Element Method in frequency domain. These two tools allow the calculation of the pavement response under F/HWD impulse loading according to several hypotheses of equilibrium (quasi-static and dynamic) and behaviour of bituminous materials (linear elastic and linear viscoelastic). Finally, a dynamic viscoelastic inverse analysis method is proposed. After having been verified and evaluated, it is applied to HWD tests carried out on the STAC test facility at several pavement temperatures between 0°C and 30°C. The results are compared with those obtained by the classical elastostatic and elastodynamic methods. The linear viscoelastic properties deduced from the HWD tests are also compared to the results of complex modulus tests on the materials of the test facility carried out in the ENTPE laboratory
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El, Ghoche Hayssam. "Expérimentation et modélisation de blocs compressibles de matières plastiques pour des remblais allégés : détermination d'une loi de comportement orthotrope de révolution viscoélastique non-linéaire." Lyon 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LYO10294.
Full textAbstract:
L'utilisation de blocs de dechets de matieres plastiques compresses et ligatures permet d'une part, grace a la legerete de ce nouveau materiau de resoudre les problemes de tassements des remblais construits en sites compressibles et d'autre part de valoriser des dechets couteux a eliminer. Le pressage unidirectionnel de ce materiau forme d'un empilement de couches de dechets lui confere une orthotropie de revolution. Des essais de compressibilite et de fluage sur blocs reels et sur echantillons ainsi que des essais de chargements cycliques et biaxiaux ont permis de modeliser, avec une precision satisfaisante, le comportement viscoelastique non lineaire de ce materiau
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Cartault, Marie. "Étude des propriétés rhéologiques d'élastomères chargés au noir de carbone et à la silice couplée : modélisation par une loi de comportement viscoélastique intégrale." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066044.
Full text
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HassaniI, Seddiq. "Validation et formulation variationnelle d'une loi de comportement viscoélastique non linéaire en grandes déforlations." Marne-la-vallée, ENPC, 1997. http://www.theses.fr/1997ENPC0020.
Full textAbstract:
On développe un modèle viscoélastique non linéaire en grandes déformations, appelé modèle pseudo-linéaire. Ce modèle est basé sur un choix particulier d'une mesure de déformation permettant d'écrire le potentiel d'énergie libre sous forme quadratique et la loi de comportement sous forme d'une convolution simple. Afin de valider ce modèle, on compare le potentiel pseudo-linéaire à un potentiel d'énergie libre écrit sous la forme générale d'un développement de Fréchet d'ordre 4. Les fonctions de relaxation de ce potentiel sont écrites sous forme d'exponentielles décroissantes à un temps caractéristique par décade. Cette comparaison montre une bonne concordance entre les deux descriptions. La formulation proposée permet de calculer simplement la dissipation dans le matériau. Une illustration est donnée dans le cas d'oscillations harmoniques. On développe alors une formulation variationnelle associée au modèle pseudo-linéaire basée sur la minimisation de l'énergie totale. On effectue une approximation linéaire en temps et on propose une procédure numérique de résolution. On construit alors un code de calcul par éléments finis et on le valide dans le cas de comportements simples en comparant les solutions analytiques aux résultats numériques<br>We develop a large strain nonlinear viscoelastic model, called peudo-linear model. It is based on the choice of a suitable strain tensor which permits to write the Helmholtz free energy as a quadratic form and the constitutive equation as a single convulation equation. To validate this model, we compare the pseudolinear potential with a general Helmholtz free energy approximated by a fourth order multiple integral expansion. The memory functions are chosen in exponential form with one characteristic time by decade. This comparison shows that the two models are in good agreements. The proposed model can easily evaluate the dissipation function of the material. This is illustrated in the case of harmonic vibrations. Then, we develop a variational formulation based on the total energy minimum principle. A numerical integration procedure using the finite element method is proposed, based on a linear approximation in the time domain. The comparison between the numerial results and the theoretical predictions are in good agreements for commun behaviours
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Genoyer, Julie. "Compatibilization of PMMA/PS blends by nanoparticles and block copolymers : effect on morphology and interfacial relaxation phenomena." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10198.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse présentent une étude du mécanisme de compatibilisation induit par des nanoparticules d’argile dans les mélanges de polymères en utilisant la rhéologie. Pour cela, de la montmorillonite, la laponite et l’halloysite, modifiées ou non, ont été ajoutées à des mélanges PMMA/PS. Les résultats de rhéologie linéaire en cisaillement ont montré que le mécanisme de compatibilisation, particulièrement le phénomène de coalescence, dépendait beaucoup de la localisation des nanoparticules. La montmorillonite modifiée, présente à l’interface entre les polymères, est la plus efficace à inhiber la coalescence et est aussi efficace qu’un copolymère à bloc de haute masse molaire. Ceci est particulièrement intéressant car les nanoparticules d’argile représentent un coût moindre comparé aux copolymères à bloc. Dans ces travaux, une attention spéciale a été portée aux relaxations présentes dans les mélanges. En utilisant la rhéologie linéaire en cisaillement, un effet Marangoni a été mis en évidence pour la première fois dans le cas de nanoparticules d’argile modifiées présentes à l’interface. Enfin, les mélanges soumis à un flux élongationnel puis relaxation ont montré que la relaxation des gouttes de phase dispersée après une importante déformation était plus rapide par ajout d’argiles dispersées dans la matrice et ralentie par des argiles mieux dispersées soit à l’interface, soit dans l’ensemble du mélange<br>In this thesis, the compatibilization mechanism induced by clay nanoparticles in polymer blends was investigated using rheology. To do so, montmorillonite, laponite and halloysite, modified or not, were added to PMMA/PS blends. Linear shear rheology showed that the compatibilization mechanism, especially the coalescence phenomenon, was greatly influenced by the localization of clay nanoparticles. Modified montmorillonite, which was located at the interface, was shown to be the most efficient at inhibiting coalescence among clays and as efficient as a block copolymer with a high molecular mass. The latter is particularly interesting as nanoparticles are cheaper than block copolymers. In this work, special attention was given to relaxations happening in blends. Using linear shear rheology, Marangoni stresses due to a gradient in compatibilizer concentration at the interface was evidenced for the first time in the case of organically modified clay nanoparticles when located at the interface. Finally, submitting blends to elongational flow and subsequent relaxation showed that the relaxation of the droplets after high deformations was faster in the case of clays dispersed in the matrix and slowed down by the interfacial tension in the case of a better dispersion of clays at the interface or in the whole blend
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Nase, Julia. "Décollement de matériaux viscoélastiques : du liquide visqueux au solide élastique." Phd thesis, Paris 6, 2009. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005510.
Full textAbstract:
Dans le cadre de cette thèse expérimentale, nous étudions le décollement en géométrie de probe tack lors de la transition d'un liquide visqueux vers un solide élastique mou. Notre système modèle (du PDMS à différents degrés de réticulation) assure une transition continue entre ces classes de matériaux. Au début du décollement, une instabilité de digitation avec une longueur d'onde caractéristique apparaît. Pour une huile newtonienne nous expliquons le coarsening des structures par analyse de stabilité linéaire. Pour des propriétés du liquide jusqu'au solide, nous identifions des mécanismes volumiques ou interfaciaux et analysons quantitativement leur longueur d'onde initiale respective. Nous montrons que le mécanisme de décollement est déterminé par la viscoélasticité linéaire et des propriétés de surface. Au cas interfacial, nous expliquons la dépendance en vitesse de l'énergie d'adhésion par des propriétés volumiques et confirmons ainsi une loi empirique. En adaptant une technique 3D récente, nous visualisons in situ la ligne de contact entre le matériau viscoélastique et le substrat rigide, offrant ainsi un accès direct aux conditions aux limites.
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Le, Bris Nathalie. "Modélisation du comportement à long terme des matériaux composites : propagation de l'humidité : fluage d'enceintes cylindriques." Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066667.
Full text
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Guibé, Olivier. "Existence de solutions pour des systèmes couplés non linéaires elliptiques ou d'évolution." Rouen, 1998. http://www.theses.fr/1998ROUES042.
Full textAbstract:
La thèse est consacrée à l'étude de systèmes d'équations aux dérivées partielles issus d'un modèle de thermoviscoélasticité. Le premier chapitre concerne une version stationnaire de ce modèle. En utilisant le cadre des solutions renormalisées des problèmes elliptiques à données L 1, nous démontrons deux théorèmes d'existence de solutions ainsi que des résultats partiels concernant l'unicité. Dans le deuxième chapitre et dans le but d'affaiblir les hypothèses sur les données, nous transformons de façon formelle le système considéré dans le chapitre 1. Dans le cas particulier de ce nouveau système, nous adaptons les notions de solutions renormalisées et entropiques afin de démontrer un résultat d'existence de solutions. Dans le troisième chapitre, deux résultats d'existence de solutions sont établis pour le système initial d'évolution. On utilise le cadre des solutions renormalisées pour les problèmes paraboliques à données L 1.
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Horbanluekit, Banpot. "Identification des composites naturels et des composites artificiels par leur propriété d'amortissement." Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1154.
Full text
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Benzarti, Karim. "Micro- et méso-structures de composites unidirectionnels verre-époxyde à interfaces modèles : modélisation du comportement viscoélastique linéaire et mécanismes d'endommagement." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10176.
Full textAbstract:
Le comportement mecanique des systemes heterophases est gouverne par les caracteristiques de chacun des constituants, mais egalement par la synergie comportementale entre phases et par les modifications microstructurales de la matrice polymere liees a la presence des renforts. Dans cette etude, une approche micromecanique originale est proposee afin de separer les contributions respectives de la morphologie, des effets d'interface et des modifications microstructurales de la matrice, au comportement macroscopique de composites ud verre/epoxyde a interfaces modeles (matrice dgeba/anhydride mthpa renforcee par des fibres brutes ou ensimees par un agent silicone ou aminosilane). Une analyse morphologique quantitative de ces composites elabores par enroulement filamentaire a permis de quantifier, a taux de renfort croissant, l'evolution progressive de la morphologie 2d depuis une architecture constituee de meches isolees dans la matrice vers une structure a fibres aleatoirement reparties. Selon la nature de l'ensimage, cette analyse a egalement revele des variations de la repartition des fibres aux echelles meso et microscopiques. La prediction du seul effet de renforcement s'appuie sur un modele auto-coherent a 4 phases assorti du concept de percolation et necessite la definition d'un motif morphologique representatif de la structure heterogene des composites ud. Apres separation du comportement micromecanique des phases, le comportement viscoelastique de la matrice epoxyde extraite a ete decrit au moyen d'un modele physique de deformation des polymeres amorphes, ce qui a permis de reveler un etat de sous reticulation du reseau dgeba/anhydride dans les composites. L'etude du comportement a la rupture des composites modeles (choc ou fatigue en flexion 3 points) a revele le role primordial joue par la qualite de l'adhesion interfaciale sur les mecanismes d'endommagement.
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Bilasse, Massamaesso. "Modélisation numérique des vibrations linéaires et non linéaires des structures sandwichs à âme viscoélastique." Thesis, Metz, 2010. http://www.theses.fr/2010METZ032S/document.
Full textAbstract:
On s'intéresse à la modélisation numérique des structures sandwichs trois couches à âme viscoélastique utilisées pour l'amortissement passif et le contrôle des vibrations dans divers domaines d’application tels que l’aéronautique, l’aérospatial, l’automobile et l’électroménager. La complexité de la modélisation en dynamique de ces structures est liée d'une part aux non linéarités matérielles dues à la dépendance en fréquence et en température de la rigidité et d'autre part aux non linéarités géométriques dues aux grands déplacements. Nous proposons dans ce travail un cadre de modélisation des vibrations linéaires et non linéaires des poutres et des plaques sandwichs avec la dépendance en fréquence du comportement viscoélastique. En couplant la méthode asymptotique numérique et les techniques de différentiation automatique, nous avons développé un algorithme générique de résolution du problème numérique de valeur propre complexe gouvernant les vibrations libres linéaires des structures sandwichs viscoélastiques. L'algorithme est implémenté sous un solveur numérique en langage Matlab et permet pour une structure sandwich donnée, de déterminer de façon directe et exacte les propriétés amortissantes et les modes propres de vibration, quelle que soit la non linéarité en fréquence de la loi viscoélastique. L'efficacité de l'algorithme est illustrée sur trois modèles viscoélastiques différents: le modèle à module constant, le modèle de Maxwell généralisé et le modèle à dérivées fractionnaires. Puis, nous avons présenté une théorie basée sur la méthode des éléments finis pour la modélisation des vibrations non linéaires des poutres sandwichs. Cette théorie combine la technique d'équilibrage harmonique à la méthode de Galerkin à un mode et permet de réduire le problème de vibration non linéaire à une équation d'amplitude complexe. La résolution de l'équation d'amplitude permet de caractériser les propriétés modales et les réponses en amplitude. L'évaluation du choix de la base de Galerkin pour différentes approximations des modes a permis de montrer l'inadéquation des modes réels classiquement utilisés dans l'analyse des vibrations linéaires et non linéaires. Enfin, la théorie est appliquée pour modéliser les vibrations non linéaires des plaques sandwichs. Les coefficients de l'équation d'amplitude gouvernant les vibrations non linéaires sont formulés dans le cadre élément fini et nécessitent la résolution numérique de trois problèmes: un problème de valeur propre complexe non linéaire et deux problèmes linéaires. Pour l'efficacité de la méthode numérique ainsi proposée, la base de Galerkin est améliorée en utilisant des modes complexes afin de prendre en compte l'amortissement dans les modes de vibration. Les résultats obtenus montrent l'effet des non linéarités géométriques, des conditions aux limites et de la température sur les propriétés modales et les réponses en amplitude<br>The problem of interest is the numerical modeling of three layered viscoelastic sandwich structures used for passive damping and vibration control. The complexity in the dynamic modeling of these structures lies in the presence on the one hand of the material nonlinearities due to the frequency and temperature dependence of the stiffness and on the other hand of the geometrical nonlinearities due to large amplitude vibrations. We propose in this work a modeling framework of linear and nonlinear vibrations of viscoelastic sandwich beams and plates that takes into account the frequency dependent behaviour. Coupling the asymptotic numerical method to automatic differentiation techniques, we developed a generic algorithm for the solution of the complex eigenvalue problem governing the linear free vibrations of viscoelastic sandwich structures. The algorithm is implemented using Matlab language and a numerical solver has been designed for direct and exact computation of damping properties and vibration modes, whatever the dependence on frequency of the viscoelastic law. The efficiency of the algorithm is illustrated on three different viscoelastic models: the constant modulus model, the generalized Maxwell model and the fractional derivative model. Then, we presented a finite element based theory for nonlinear vibration analysis of viscoelastic sandwich beams. This theory combines the harmonic balance technique to one mode Galerkin's procedure and allows to reduce the nonlinear vibration problem in a complex amplitude equation. Solving the amplitude equation yields the modal properties and the amplitude responses. An assessment of the Galerkin's basis choice for various eigenmodes approaches shows the inaccuracy of the classical real eigenmodes used for linear and nonlinear vibration analysis. The theory is applied to model the nonlinear vibrations of viscoelastic sandwich plates. The amplitude equation coefficients are established in the finite element framework by numerically solving three problems: a nonlinear complex eigenvalue problem and two linear problems. For the efficiency of the proposed method, the Galerkin's basis has been improved using complex eigenmodes in order to take account the damping in the vibration modes. The obtained results show the effects of geometrical nonlinearities, boundary conditions and temperature on the modal properties and amplitude responses
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Hassani, Seddiq. "Validation et formulation variationnelle d'une loi de comportement viscoélastique non linéaire en grandes déformations." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529389.
Full textAbstract:
On développe un modèle viscoélastique non linéaire en grandes déformations, appelé modèle pseudo-linéaire. Ce modèle est basé sur un choix particulier d'une mesure de déformation permettant d'écrire le potentiel d'énergie libre sous forme quadratique et la loi de comportement sous forme d'une convolution simple. Afin de valider ce modèle, on compare le potentiel pseudo-linéaire à un potentiel d'énergie libre écrit sous la forme générale d'un développement de Fréchet d'ordre 4. Les fonctions de relaxation de ce potentiel sont écrites sous forme d'exponentielles décroissantes à un temps caractéristique par décade. Cette comparaison montre une bonne concordance entre les deux descriptions. La formulation proposée permet de calculer simplement la dissipation dans le matériau. Une illustration est donnée dans le cas d'oscillations harmoniques. On développe alors une formulation variationnelle associée au modèle pseudo-linéaire basée sur la minimisation de l'énergie totale. On effectue une approximation linéaire en temps et on propose une procédure numérique de résolution. On construit alors un code de calcul par éléments finis et on le valide dans le cas de comportements simples en comparant les solutions analytiques aux résultats numériques.
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Beyrouthy, Joëlle. "Réduction dimensionnelle d'un modèle viscoélastique en grandes déformations : Analyse théorique et simulation numérique." Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066113.
Full textAbstract:
Dans la première partie de cette thèse, nous présentons une réduction dimensionnelle 3D-1D pour deux modèles viscoélastiques en grandes déformations, mécanique et thermodynamique, introduits par P. Neff. Notre réduction est effectuée à l'aide d'un Ansatz de Cosserat qui est basé sur l'introduction de vecteurs directeurs. Les problèmes unidimensionnels sont des problèmes couplés minimisation/évolution. L'étude mathématique n'a été faite que pour le problème réduit mécanique en raison de sa complexité dans le cas thermodynamique. Par contre, la seconde partie de ce travail est consacrée à la résolution numérique des deux modèles, faite par une méthode de splitting. Enfin, les deux modèles satisfont le principe d'indifférence matérielle
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Coblaş, Daniela Georgeta. "Procedures for the rheological characterization of the nonlinear behaviour of complex fluids in shear and squeeze flows." Thesis, Poitiers, 2012. http://www.theses.fr/2012POIT2284/document.
Full textAbstract:
L'avance technologique a encouragé, au cours de la dernière décennie, la fabrication et l'utilisation de nouveaux matériaux, ayant des propriétés innovantes et un comportement complexe. Leur développement a été conditionné par la nécessité d'augmenter l'efficacité de certains procédés technologiques, dans des domaines importants tels que la médecine, la fabrication de médicaments, de produits cosmétiques, de produits alimentaires, la production d'énergie, le recyclage des matériaux usagés, par exemple par l'industrie des transports dont la construction automobile. Dans le cadre de cette étude, nous nous sommes intéressés au comportement de fluides issus de ces matériaux complexes. En effet, leur développement, leur production et leur utilisation sont conditionnés par la compréhension et la modélisation de leur rhéologie, tant au niveau macroscopique que microscopique, voire même nanométrique. La rhéologie d'un fluide est implicitement déterminée par ses propriétés de viscosité, d'élasticité et de plasticité. Un grand intérêt a toujours été porté au comportement viscoélastique des matériaux, la viscoélasticité d'une matière étant la propriété à manifester simultanément un comportement rhéologique visqueux et élastique, quand elle est soumise à une déformation, en raison de l'application d'une tension. La caractérisation rhéologique d'un liquide suppose la détermination du tenseur de tension supplémentaire, présent dans l'équation de mouvement, provenant de mesures rhéométriques. L'expression de ce tenseur, qui dépend de la déformation et de la vitesse de déformation, s'appelle la relation ou loi constitutive. La détermination du comportement rhéologique des fluides<br>This paper was dedicated exclusively to the rheological characterization of simple and complex fluids and a detailed analyze of available rheometric testing procedures. Throughout this thesis the rheological behavior of both simple and complex fluids has been studied and modeled in both shear and the complex motions (shear tests and squeezing tests). By linking conventional experimental test methods with numerical simulations of real flows, this thesis introduces a new concept in rheology: Computational Rheometry. All experimental investigations carried out in this study for the squeezing flows were accompanied by numerical simulations. For the oscillatory squeezing flow the influence of initial film thikness, oscillatory amplitude and frequency, computational time step was investigated by comparison with the theoretical predictions of squeeze force and a Genrealized Reynolds Equation inclued in a finite element code in Fortran. A validity domain was established for the analitical formulation of squeezing force. The constant velocity squeeze flow was investigated also using a quasi-steady approximation of the motion, which brings a significant reduction of the computational time, and a very good correlation with the transient (deformable mesh) approximation and the analytical predictions. The investigation of free surface influence on the distribution of normal force in both constant velocity and oscillatory squeeze flow was analyzed. In the case of constant velocity squeeze flow, the numerical simulations coupled with the free surface evolution and measured normal force during experimental investigations are suggesting the presence of a partial slip during the experimen
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Seck, Mohamed El Bachir. "Modélisation du comportement effectif de milieux hétérogènes viscoélastiques, non linéaires, vieillissants : application à la simulation du comportement des combustibles MOX." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0407/document.
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La prévision du comportement mécanique macroscopique de matériaux hétérogènes à partir des propriétés de leurs constituants est possible pour diverses classes de comportement (élastique, viscoélastique, etc) et ce, grâce à la théorie de l'homogénéisation. Néanmoins l'extension de cette théorie pour des matériaux possédant un comportement viscoélastique non linéaire (ou élasto-viscoplastique) reste une question ouverte à laquelle nous nous attaquons dans ce travail afin de prédire le comportement macroscopique des combustibles oxydes mixtes uranium-plutonium (MOX) utilisés dans les réacteurs nucléaires à eau sous pression (REP) français. Dans cette optique des solutions analytiques et purement nunériques ont été obtenues et le modèle retenu est utilisé pour simuler le comportement des combustibles<br>The prediction of the macroscopic mechanical behavior of heterogeneous materials from the properties of their constituents is possible for various classes of behavior (elastic, viscoelastic, etc.) thanks to the theory of homogenization. Nevertheless, the extension of this theory for materials with a non-linear (or elasto-viscoplastic) viscoelastic behavior remains an open question that we are tackling in this work in order to predict the macroscopic behavior of uranium-plutonium (MOX) mixed oxide fuels used in french pressurized water reactors (PWRs). From this perspective analytical and purely numerical solutions have been obtained and the model adopted is used to simulate the behavior of fuels
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Delepine, Nicolas. "Modélisation des effets de site sismiques dans les bassins sédimentaires et influence des non-linéarités de comportement des sols." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003827.
Full textAbstract:
linéarités de comportement des sols Cette thèse traite de la réponse locale de bassins sédimentaires à des mouvements sismiques faible et fort en utilisant la modélisation numérique (SEM et FEM). A faible niveau de distorsion, des configurations théoriques 3D et 2D sont prises en compte pour l'étude des effets de site linéaires: dans le cas de bassins 3D à symétrie de révolution, on identifie les conditions d'existence de la «résonance 3D» en fonction des paramètres géométriques et rhéologiques. Dans le cas 2D, la réponse sismique de deux vallées alpines est modélisée: les résultats sont cohérents avec les phénomènes observés dans la réalité. A fort niveau de distorsion, la formulation théorique 3D d'un modèle viscoélastique non linéaire (VNL) est proposée. Son implémentation par la méthode des éléments finis dans le cas 1 D permet de l'appliquer à un cas réel (Kushiro, 1993). Les résultats obtenus sont comparés à ceux d'autres modèles (linéaire équivalent et élastoplastique) et à l'enregistrement réel de surface.
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Chamoin, Ludovic. "Encadrement a posteriori de quantités locales dans les problèmes de viscoélaticité linéaire résolus par la méthode des éléments finis." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00341845.
Full textAbstract:
Dans ce travail, nous mettons en place une méthode fournissant des bornes à la fois garanties et précises de l'erreur de discrétisation commise sur des quantités locales lors de simulations numériques menées par la Méthode des Éléments Finis. On se focalise sur les problèmes de viscoélasticité linéaire décrits par variables internes. A partir d'une méthode générale développée au LMT Cachan, plusieurs optimisations sont abordées parmi lesquelles la prise en compte des effets d'histoire, le caractère non intrusif de la méthode ou l'estimation de l'erreur de modèle. La pertinence de la méthode est démontrée sur diverses applications numériques en 1D, 2D et 3D.
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Baudequin, Maud. "Identification des mécanismes physiques mis en jeu lors de la reprise d'épaisseur de la laine de verre." Paris 6, 2002. http://www.theses.fr/2002PA066556.
Full text
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Ayad, Djamel. "Etude du comportement viscoélastique linéaire du polyfluorure de vinylidène : corrélation avec sa microstructure et son aptitude à l'étirage en phase fondue." Saint-Etienne, 1996. http://www.theses.fr/1996STET4007.
Full textAbstract:
Le but de cette étude est d'établir des relations entre les caractéristiques moléculaires du polyfluorure de vinylidène, son comportement viscoélastique linéaire et son aptitude à l'étirage en phase fondue. Les paramètres moléculaires moyens ont été déterminés et comparés aux résultats les plus récents concernant ce sujet. L'incapacité des modèles de Cole-Cole et de Carreau-Yasuda à décrire le comportement viscoélastique observé nous a incité à utiliser la notion de spectre de distribution des temps de relaxation. Deux méthodes de détermination de ce spectre ont ainsi été choisies et comparées. La première, de type loi Log-Normale, est basée sur l'hypothèse que ce spectre est continu, alors que la seconde conduit à l'obtention d'un spectre discret. Cette dernière présente l'avantage de ne pas faire d'hypothèse sur la forme du spectre ni sur le nombre des temps de relaxation. Le passage de l'une à l'autre de ces deux formes est possible et a été étudié. Des relations empiriques permettant la détermination des paramètres moléculaires à partir des grandeurs viscoélastiques ont été trouvées. Les spectres des temps de relaxation nous ont permis non seulement d'établir certaines relations empiriques reliant les propriétés rhéologiques aux caractéristiques moléculaires des polymères examinés, mais aussi d'évaluer les paramètres déterminants dans le filage anisotherme du polyfluorure de vinylidène, tels que la force et le taux d'étirage à la rupture
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Morin, Benjamin. "Modélisation de liaisons flexibles amortissantes en élastomères pour la prédiction du comportement dynamique de systèmes complexes." Thesis, Paris, CNAM, 2016. http://www.theses.fr/2016CNAM1067/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre de l’amortissement passif de structure, les élastomères sont employés dans les industries du transport sous la forme de liaisons amortissantes. Ces matériaux ont un comportement dépendant de la fréquence, de la température et de l’amplitude d’excitation. Les modèles numériques associés peuvent être coûteux en temps de calcul, notamment en phase d’optimisation. Le but de cette thèse est de proposer un modèle réduit efficace de ces liaisons amortissantes, qui prenne en compte la dissipation viscoélastique et les précharges non-linéaires dans les liaisons. La première partie de ce mémoire se concentre sur la représentation de la dissipation par le modèle réduit. Une loi de comportement viscoélastique, basée sur un modèle rhéologique identifié expérimentalement, est utilisée avec la méthode des éléments finis pour obtenir un modèle numérique des liaisons amortissantes. Un premier modèle réduit prédictif, prenant en compte la dissipation en est dérivé en utilisant une extension originale des méthodes de sous-structuration. La deuxième partie traite de l’influence des précharges statiques non-linéaires sur le comportement dynamique et la dissipation dans les liaisons. Pour cela, une loi de comportement hyper-visco-élastique linéarisée autour d’un état précontraint statique non-linéaire est développée. Les méthodes de sous-structuration introduites dans la première partie sont alors enrichies afin de tenir compte de la dissipation et les non-linéarités géométriques dans les liaisons. Finalement, ces modèles réduits à 2 nœuds permettent des gains en temps de calcul d’un facteur 50 à 100 et sont facilement utilisables par l’ingénieur en phase de conception<br>In the context of passive damping, various mechanical systems from the space, aeronautic or auto-mobile industry use elastomer components (shock absorbers, silent blocks, flexible joints...).These materials have frequency, temperature and amplitude dependentcharacteristics. The associated numerical models may become computationally too expensive during an optimization process.The aim of this work is to propose an efficient reduced model of rubber devices that account for the viscoelastic damping and the non-linear pre-stress in the dampers.The first part of this thesis is about how to include the viscoelasticdamping in the reduced model. It starts by using a viscoelastic constitutive relation, based on experimental identification, within the frame of the finite element method to obtain a numerical model of the rubber dampers. A first efficient reduced model is then derived from this FE model by using an original extension of sub-structuring methods in the case of viscoelastic damping.In the second part, the influence of non-linear static pre-stress overthe dynamic behavior and the dissipation in the dampers is studied. An hyper-visco-elastic constitutive relation, linearized in the neighbourhood of a pre-stressed state, is developed. The sub-structuring methods presented in the first part are then upgraded to account for the damping and the geometrical non-linearities in the dampers. Finally, these 2-node reduced models give access to greatly reduced computation times (50 to 100 times faster) and are easy to use for the engineer
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Zhuravlev, Roman. "Contribution à l'étude du comportement mécanique de voies ferrées, composants à caractère dissipatif non-linéaire : semelle sous rail et sous-couche de grave bitumineuse." Thesis, Paris, ENSAM, 2017. http://www.theses.fr/2017ENAM0039/document.
Full textAbstract:
Les voies ferrées sont endommagées par les chargements dynamiques répétés issus du passage des trains, en particulier pour les trains à grandes vitesses. Structures multicouches complexes, ces voies sont constituées : de rails en acier, de semelles en élastomère, des traverses de béton, d’une couche de ballast et d’une sous-couche. L’étude du comportement mécanique d’une voie ferrée (de chaque composant à la structure entière) est donc étroitement liée à l’amélioration de la sécurité ferroviaire, ainsi qu’à l’efficacité de ce mode de transports.Ce travail de thèse se focalise sur l’étude des semelles sous rail et de la sous-couche en grave bitumineuse. Ces deux composants ont été choisis pour leurs similarités en termes de comportement mécanique non linéaire et capacité de dissipation d’énergie. Ce manuscrit est divisé en trois chapitres.Dans le cadre de ce premier chapitre le modèle d’intégrale par convolution (modèle-CI) est choisi pour modéliser le comportement mécanique du matériau élastomère de la semelle. Le modèle-CI est une extension naturelle de la théorie de la viscoélasticité linéaire, car basé sur l'extension du principe de superposition Boltzmann ; la séparation des contraintes proposée par ce modèle, a été observée expérimentalement par de nombreux auteurs.Le deuxième chapitre concerne l’étude du comportement mécanique du matériau élastomérique qui compose les semelles sous-rail et de modélisation pour prédire le comportement non-linéaire et la capacité d'absorption d'énergie d'une structure semelle.Le modèle de comportement (modèle-CI) permet de représenter de façon très fiable la partie chargement de la semelle (erreur de 1 % pour la rigidité). Pour la partie déchargement, la représentation est un peu moins bonne : la déformation résiduelle "numérique" est de 2,2 % alors qu'expérimentalement elle n'est que de 0,4 %, ce qui conduit à une erreur de prédiction sur l'énergie dissipée de 37.5 %. La comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux in-situ montrent que le modèle utilisé permet de décrire assez correctement la réponse de la semelle au passage d'un train dans les limites d’erreur de prédiction de la déformation résiduelle.Ce modèle-CI doit être utilisé sur le modèle géométrique 3D complet de la semelle, les approches simplifiées (2D, semelle sans rainure) conduisent à des prédictions fortement erronées.Le troisième chapitre se focalise sur l’étude du matériau de type asphalte utilisé pour la couche sous-ballast des voies ferrées. Des cubes de “Matériaux Virtuels” ont été réalisés en disposant aléatoirement des inclusions sphériques monodisperses rigides dans un volume de matrice au comportement hyper-élastique. L’influence du diamètre et de la fraction volumique de ces inclusions sur le comportement mécanique d’une structure a été étudiée numériquement et expérimentalement en utilisant un plan d’expérience de type Doehlert. Cette approche de « Matériaux Virtuels » a permis d’avoir une correspondance exacte entre les géométries des spécimens numériques et expérimentaux sur les 7 échantillons testés.L’analyse des surfaces de réponses a montré que les deux paramètres observés F_max et E_% sont fortement corrélés aux valeurs de V_fr. L’influence du diamètre des inclusions, par contre, est très faible.Enfin, les simulations par éléments finis ont permis d’étudier la répartition interne des contraintes et déformations. Les résultats ont été présentés pour l’échantillon V0225-D08 : la chaine d’effort a été visualisée à l’intérieur de la matrice et présente des contraintes de Von Mises jusqu’à 8 fois celles obtenues dans la matrice.Dans l’étude proposée, le diamètre et la forme des inclusions ont été fixés. Il serait intéressant de faire varier ces paramètres en utilisant la même méthodologie. Par ailleurs, les récentes avancées en termes de fabrication additive permettent d’imaginer la construction d’échantillons hétérogènes complexes<br>Repetitive dynamic loads caused by passing trains can damage a railway track, especially at high speeds. The complex multilayer structure of the modern track consists of: stainless steel rails, elastomeric rail pads, concrete sleepers, track ballast and sub-ballast layers. Investigation of the mechanical behaviour of the railway track structure (as the whole and by parts) can have a great importance for the improvement of safety and efficiency of railway transportation.In the present study rail pad and bituminous mixture (BM) sub-ballast layers of a standard ballasted railway track were considered for investigation. These parts of the track were chosen for their similarities in the mechanical behaviour (nonlinearity and energy dissipation) and function (reduction of the dynamic part of load, an influence on the load distribution).The first chapter reviews the main aspects of the mechanical behaviour of elastomeric materials and covers the common theoretical approaches, appropriate for the modelling of this behaviour. The Convolution Integral approach (CI-model) was chosen to represent the mechanical behaviour of a rail pad material as a natural extension of theory of linear viscoelasticity, based on extension of the well-established Boltzmann Superposition Principle.The second chapter is devoted to study of elastomeric material of a rail pad and to numerical modelling of a whole elastomeric rail pad structure subjected to common track loads. Special attention was given to possibility of the model to describe the nonlinearity of the mechanical behaviour and capability of energy dissipation.Sufficient conformity between experimental and numerical results was established on loading part of a Force vs Displacement curve (an error of 1 % was obtained for the stiffness value) for the quasi-static loading, while prediction of the residual compression displacement remains poor, especially in the first loading cycle (2.2% of the macroscopic strain against 0.4% in experiment). The observed discrepancy led to poor prediction of the dissipated energy (an error of 37.5 % was found). Comparison between results of the numerical simulation and in situ experimental measurements has shown that the FE model is capable to describe dynamic behaviour of a rail pad structure to within the error of prediction of the residual compression displacement.Possible ways to simplify the numerical model, discussed in the second chapter, generally lead to high overestimation (2D plain strain and 3D grooveless models) or underestimation (2D plain stress model) of the rail pad mechanical behaviour.The third chapter of the thesis is connected to the study of a BM material, used on a railway track as a sub-ballast layer. Influence of size and volume fraction of monodisperse spherical inclusions, randomly packed into a cubic matrix, on the mechanical behaviour of obtained composite structure were investigated using “Virtual Material” approach. This approach allows numerical study of a theoretical case without losing connection with a real experiment (by means of direct geometrical correspondence). Parameters of 7 specimens were chosen in accordance with Doehlert experimental design.Analysis of “response surfaces” has shown that both F_max and E_% have a strong dependence on the value of V_fr and almost no dependence on the value of D.Stress/strain concentrations were analyzed using FE method on example of V0225-D08 specimen. This allows to find and to visualize load-bearing chains going through the matrix. Von Mises stress in load-bearing chains is almost 8 times higher than the average in the matrix.More complex models (real and numerical) in terms of problem discretization (more than one inclusions’ fraction, different inclusions’ shapes, etc.) can be developed and studied in the similar way. Moreover, the recent progress in additive manufacturing technologies shows potential to create complex heterogeneous specimens with an increased precision
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Picquart, Marion. "Développement d’une loi de comportement pour les méthodes de dimensionnement des chargements en propergol solide composite." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASC019.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent sur le développement d’une loi de comportement viscoélastique non-linéaire pour les propergols solides composites. Une base expérimentale mettant en évidence le comportement à modéliser est construite à l’aide du propergol d’étude. Puis, les origines microscopiques de ce comportement macroscopique sont investiguées, au moyen d’éprouvettes spécialement conçues à cet effet. Les résultats de l’étude montrent que le frottement et la cavitation sont deux mécanismes prépondérants. Les relations mathématiques entre ces micromecanismes et les propriétés mécaniques du matériau sont déterminées par homogénéisation, puis introduites dans un cadre viscoélastique isotrope tridimensionnel. Les paramètres du modèle ainsi obtenu sont identifiés sur la base expérimentale, suite à quoi la loi est capable de restituer la majeure partie des non-linéarités du comportement exprimées sous sollicitations cycliques. Après intégration dans un code de calcul par éléments finis, la loi est finalement validée sur des cas d’application réels. Les résultats montrent qu’une meilleure restitution du comportement du propergol au cours de son cycle de vie permet d’améliorer le dimensionnement des chargements de manière significative<br>This work describes the development of a viscoelastic nonlinear constitutive law for solid composite propellants. An experimental basis showing the nonlinear behavior expressed by solid propellants is constructed. Then, microscopic sources of this macroscopic behavior are investigated using new samples specifically designed. Results show that friction and cavitation are responsible for the major parts of the nonlinearities. Homogenization is used to determine mathematical relations between these two mechanisms and the mechanical properties of the material. The relations are then integrated in a viscoelastic, isotropic, tridimensional model. Parameters are identified using the experimental basis. The model shows a good ability to reproduce and predict the propellant behavior nonlinearities expressed under cyclic loads. After completion of the development, the model is used into a design method and finite element calculation are performed on real objects. Results validate the new method and show that improving the behavior prediction also improves the design method and generates profits
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Guehenec, Matthieu. "Etude de nanocomposites réalisés par extrusion bi-vis : cas d'un polymère thermostable et d'une charge nanométrique." Thesis, Pau, 2012. http://www.theses.fr/2012PAUU3048/document.
Full textAbstract:
Ce mémoire a pour objectif l’étude de la réalisation de nanocomposites polyétherétherkétone (PEEK) /nanotubes de carbone (NTC) par mélange en voie fondue. Il s’est articulé autour de trois axes principaux, qui sont : l’impact du pourcentage de nanotubes de carbone sur les propriétés rhéologiques et électriques, l’influence du procédé d’extrusion bivis sur l’état de dispersion, ainsi que la réalisation du composite hybride renforcé en fibres longues de carbone. Un modèle rhéologique (loi de Carreau-Yasuda à seuil) et un modèle électrique (loi puissance), ont été utilisés pour caractériser quantitativement le seuil de percolation ainsi que le degré de dispersion. L’état de dispersion par le procédé d’extrusion dépend des conditions opératoires (vitesse de rotation N et débit d’alimentation Q). Les relations entre le procédé et l’état de dispersion ont également été étudiées à l’aide de la distribution des temps de séjour, et des énergies mécaniques spécifiques. Enfin, le comportement mécanique et électrique des composites hybrides a été exploré. L’étude des temps de dégradation, de relaxation à permis d’établir une fenêtre de mise en oeuvre du composite hybride<br>The aim of this dissertation is the study of the formation of polyetherethercetone (PEEK) / carbon nanotubes (NTC) nanocomposites via melt compounding. It focused on three major part which are the fallowing: the effect of CNT content on rheological and electrical properties, the effect of twin screw extrusion parameters on CNT dispersion, and the manufacture of hybrid composite reinforced with carbon fibers as well. A Carreau-Yasuda rheological model with a yield stress and power law model are used to characterize quantitatively the rheological and electrical percolation threshold and the state of dispersion. The state of dispersion is depending on the operating conditions (screw speed N and feed rate Q). The relationships between processing conditions and the state of dispersion are also investigated, using the residence time distribution and the specific mechanical energy. Finally, the mechanical and the electrical behavior of the hybrid composite have been studied. The degradation time and relaxation time studies drew a process window for the hybrid composite
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Moreau, Aurélien. "Identification de propriétés viscoélastiques de matériaux polymères par mesures de champs de réponses en fréquence de structures." Phd thesis, INSA de Rouen, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00685890.
Full textAbstract:
Ce travail présente une méthode mixte expérimentale-numérique traitant des mesures mécaniques réalisées sur structures pour l'identification de propriétés matériau viscoélastiques linéaires. Les caractéristiques de ces matériaux sont complexes et dépendent de la fréquence et nous cherchons à les identifier par une approche directe et non paramétrique. Pour cela, deux méthodes d'identification adaptées au traitement des mesures de champs de réponses en fréquences sont présentées. Cellesci utilisent les données fréquentielles, sans analyse modale expérimentale. Les champs expérimentaux sont obtenus par vibromètrie laser et les champs numérique par la méthode des éléments finis. Nous utilisons un modèle volumique adapté à l'étude des structures minces et épaisses pour l'analyse numérique. Les applications se basent sur des plaques simples ou multicouches. Les résultats sont corrélés avec des mesures DMA et des identifications à partir de données modales identifiées.
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Trarieux, Chloé. "Mesure des propriétés viscoélastiques non linéaires par une méthode d'acousto-élasticité dynamique : application aux produits cosmétiques." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR3312/document.
Full textAbstract:
Peu d’outils ont été développés pour le contrôle qualité industriel de textures sur des lignes de production. L’utilisation de techniques sans contact, à base d’ondes acoustiques, présente un avantage évident dans les secteurs agroalimentaire et cosmétique. L’acousto-élasticité dynamique (DAET) est une technique d’interaction entre une onde pompe basse-fréquence de compression/dilatation et une onde sonde ultrasonore, conduisant à l’estimation des propriétés viscoélastiques de la matière. Nous avons développé un modèle décrivant les variations du module viscoélastique : quantification des paramètres non linéaires élastiques (B/A,. C/A...) et visqueux (ωηB/A, ωηC/A...). La méthode DAET et le modèle ont ensuite été validés dans des milieux homogènes (eau, huiles et gels) conduisant à des non-linéarités viscoélastiques faibles (B/A < 15 et (ωηB/A <1). essentiellement liées à la composition du fluide ou un changement d’état. Les résultats les plus probants ont été obtenus dans des milieux granulaires ou constitués d’air (poudres sèches, mousses et billes creuses ): valeurs élevées des non-linéarités viscoélastiques (quadratiques, cubiques). Cette méthode pourra s’avérer être une alternative intéressante à la rhéométrie conventionnelle, en particulier pour la caractérisation de ces fluides complexes<br>Few tools have been developed for industrial quality control of textures on production lines. The use of contactless techniques. based on acoustic wavcs, offers an obvious advantage in food-processing industry and cosmetics. The dynamic acoustoelastic testing (DAET) is based on the interaction between a low-frequency compressionlexpansion pump wave and an ultrasound probe wave. leading to the quantification of the viscoelastic properties of the matter. We have initially developed a model describing the variations of the viscoelastic modulus: quantification of nonlinear elastic (B/A, C/A...) and viscous (ωηB/A. ωηC/A...) parameters. The DAET method and related model were then validated in homogeneous media (water, oils and gels) leading to low values of viscoelastic nonlineaiities (B/A<15 and ωηB/A<1), essentially governed by the fluid nature or state change. However, the most significant results were obtained in granular or air-based media (dry powder, foam and hollow beads): high values of quadratic and cubic nonlinearities due to microinhomogeneitics. This method appears to be an interesting alternative to conventional rheometry, especially for the characterization of these complex fluids
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Zhao, Menghua. "Mouillage sur gels mous." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLET024.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la statique et la dynamique du mouillage de gouttes d’eau sur des substrats mous tels que des gels, encore connu sous le nom d’élastomouillage. Pour ce faire, nous avons d'abord développé une méthode quantitative de visualisation par strioscopie permettant de mesurer la déformation de la surface d'un film de gel transparent avec une précision élevée. Nous montrons que la déformation superficielle de films mous de silicone (PDMS) dépend de la taille des gouttelettes déposées ainsi que de l'épaisseur et de l’élasticité de ces films. Nous avons construit un modèle basé sur la théorie de l'élasticité linéaire tenant compte de la tension superficielle des gels qui prédit bien la forme et l’amplitude de la déformation de surface. Nous apportons aussi la preuve expérimentale et l'analyse théorique de l’importance de l'hystérèse de l’angle de contact dans la description de la déformation en démontrant que la force tangentielle due à la tension superficielle entre liquide et vapeur à la ligne de contact, souvent négligé, contrôle la déformation de la surface. La dynamique de mouillage est étudiée en dégonflant des gouttelettes sur des films de PDMS avec une épaisseur bien contrôlée. Il est démontré que la dissipation d'énergie dans le gel dépend fortement de l'épaisseur lorsque cette dernière est inférieure à 100 μm). L'effet de freinage viscoélastique et l'effet d'épaisseur sont bien rationalisés avec un modèle basé sur la viscoélasticité linéaire et une simple loi l'échelle qui tient compte de l'effet d'épaisseur capture très bien nos expériences. Enfin, nous démontrons que nous pouvons dériver et guider les gouttelettes en mouvement avec la conception de surfaces couvertes de couches de gels ayant des gradients d'épaisseur<br>In this thesis, we aim at obtaining a better understanding of the statics and dynamics of the wetting of liquids on soft gels, otherwise known as elastowetting. First, we develop a quantitative Schlieren optics to measure the surface deformation of a transparent gel film with a high precision over large areas in real time. The long-range surface deformation of soft PDMS films is found to be dependent on the sessile droplet size, and the thickness and elasticity of the soft films. We build a model based on linear elasticity theory with the integration of the surface tension of soft materials that predicts the long-range surface deformation in excellent agreement with the data. We also bring the experimental proof and theoretical analysis of the importance of contact angle hysteresis in the description of the deformation of the surface of the gel. We demonstrate that the tangential component of the liquid-vapor surface tension at the contact line, whose contribution are often neglected, significantly affects the surface deformation. Wetting dynamics is investigated by deflating droplets on PDMS films with well-controlled thickness. It is shown that energy dissipation in the soft gel depends on the thickness when the latter is smaller than 100 μm. The viscoelastic braking effect and the thickness effect are both well rationalized with a model based on the theory of linear viscoelasticity and a simple scaling law accounting for the thickness effect captures very well our experiments. Finally, we demonstrate that we are able to guide moving droplets with coatings having a gradient of their thickness
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Berjamin, Harold. "Modeling wave propagation in nonlinear solids with slow dynamics." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0680/document.
Full textAbstract:
Les géomatériaux tels les roches et le béton ont la particularité de s’amollir sous chargement dynamique, c.-à-d. que la vitesse du son diminue avec l’amplitude de forçage. Afin de reproduire ce comportement, un modèle de milieu continu à variables internes est proposé. Il est composé d’une loi de comportement donnant l’expression de la contrainte, et d’une équation d’évolution pour la variable interne. La viscoélasticité non linéaire de type Zener est prise en compte par l’ajout de variables internes supplémentaires. Les équations du mouvement forment un système de lois de conservation non linéaire et non homogène. Le système d’équations aux dérivées partielles est résolu numériquement à l’aide de la méthode des volumes finis. Une solution analytique du problème de Riemann de l’élastodynamique non linéaire est explicitée. Elle est utilisée pour évaluer les performances des méthodes numériques. Les résultats numériques sont en accord qualitatif avec les résultats expérimentaux d’expériences de résonance (NRUS) et d’acousto-élasticité dynamique (DAET). Des méthodes similaires sont développées en 2D pour réaliser des simulations de propagation d’ondes. Dans le cadre des méthodes de continuation reposant sur la décomposition en harmoniques, une méthode numérique est développée pour le calcul de solutions périodiques. Sur la base d’une discrétisation éléments finis des équations du mouvement, cette méthode fréquentielle donne des simulations de résonance rapides, ce qui est utile pour mener des validations expérimentales<br>Geomaterials such as rocks and concrete are known to soften under a dynamic loading, i.e., the speed of sound diminishes with forcing amplitudes. To reproduce this behavior, an internal-variable model of continuum is proposed. It is composed of a constitutive law for the stress and an evolution equation for the internal variable. Nonlinear viscoelasticity of Zener type is accounted for by using additional internal variables. The equations of motion write as a nonlinear and nonhomogeneous system of conservation laws. This system of partial differential equations is solved numerically using finite-volume methods. An analytical solution to the Riemann problem of nonlinear elastodynamics is provided, which is used to benchmark the performances of the numerical methods. Numerical results are in qualitative agreement with experimental results from resonance experiments (NRUS) and dynamic acousto-elastic testing (DAET). Similar methods are developed in 2D to perform wave propagation simulations. In the framework of harmonic-based continuation methods, a numerical method is developed for the computation of periodic solutions. Based on a finite element discretization of the equations of motion, this frequency-domain method provides fast resonance simulations, which is useful to carry out experimental validations
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Zhao, Menghua. "Mouillage sur gels mous." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLET024/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à la statique et la dynamique du mouillage de gouttes d’eau sur des substrats mous tels que des gels, encore connu sous le nom d’élastomouillage. Pour ce faire, nous avons d'abord développé une méthode quantitative de visualisation par strioscopie permettant de mesurer la déformation de la surface d'un film de gel transparent avec une précision élevée. Nous montrons que la déformation superficielle de films mous de silicone (PDMS) dépend de la taille des gouttelettes déposées ainsi que de l'épaisseur et de l’élasticité de ces films. Nous avons construit un modèle basé sur la théorie de l'élasticité linéaire tenant compte de la tension superficielle des gels qui prédit bien la forme et l’amplitude de la déformation de surface. Nous apportons aussi la preuve expérimentale et l'analyse théorique de l’importance de l'hystérèse de l’angle de contact dans la description de la déformation en démontrant que la force tangentielle due à la tension superficielle entre liquide et vapeur à la ligne de contact, souvent négligé, contrôle la déformation de la surface. La dynamique de mouillage est étudiée en dégonflant des gouttelettes sur des films de PDMS avec une épaisseur bien contrôlée. Il est démontré que la dissipation d'énergie dans le gel dépend fortement de l'épaisseur lorsque cette dernière est inférieure à 100 μm). L'effet de freinage viscoélastique et l'effet d'épaisseur sont bien rationalisés avec un modèle basé sur la viscoélasticité linéaire et une simple loi l'échelle qui tient compte de l'effet d'épaisseur capture très bien nos expériences. Enfin, nous démontrons que nous pouvons dériver et guider les gouttelettes en mouvement avec la conception de surfaces couvertes de couches de gels ayant des gradients d'épaisseur<br>In this thesis, we aim at obtaining a better understanding of the statics and dynamics of the wetting of liquids on soft gels, otherwise known as elastowetting. First, we develop a quantitative Schlieren optics to measure the surface deformation of a transparent gel film with a high precision over large areas in real time. The long-range surface deformation of soft PDMS films is found to be dependent on the sessile droplet size, and the thickness and elasticity of the soft films. We build a model based on linear elasticity theory with the integration of the surface tension of soft materials that predicts the long-range surface deformation in excellent agreement with the data. We also bring the experimental proof and theoretical analysis of the importance of contact angle hysteresis in the description of the deformation of the surface of the gel. We demonstrate that the tangential component of the liquid-vapor surface tension at the contact line, whose contribution are often neglected, significantly affects the surface deformation. Wetting dynamics is investigated by deflating droplets on PDMS films with well-controlled thickness. It is shown that energy dissipation in the soft gel depends on the thickness when the latter is smaller than 100 μm. The viscoelastic braking effect and the thickness effect are both well rationalized with a model based on the theory of linear viscoelasticity and a simple scaling law accounting for the thickness effect captures very well our experiments. Finally, we demonstrate that we are able to guide moving droplets with coatings having a gradient of their thickness
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Hou, Jixuan. "Stress relaxation in entangled polymer melts." Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2012. http://www.theses.fr/2012ENSL0733.
Full textAbstract:
La relation entre les propriétés viscoélastiques complexes de liquides polymères et leur structure microscopique et la dynamique est une question clé dans la science des matériaux et de la biophysique. Les théories modernes de la dynamique des polymères et la rhéologie décrivent les aspects universels du comportement viscoélastique sur la base de l'idée que les enchevêtrements moléculaires confinent filaments individuels à une dimension, la dynamique diffusifs (reptation) dans le tube-comme les régions dans l'espace. Alors que le modèle de tube est validé par son succès, ses éléments constitutifs (les statistiques et la dynamique de l'axe du tube ou des chemins primitifs et de l'confinement "cage" de chaînes voisines) ne sont pas directement observables. (1) Nous présentons un vaste ensemble de résultats de simulation pour la relaxation des contraintes à l'équilibre et l'étape-tendues perles printemps polymères fondus (En collaboration avec: C. Svaneborg et GS Grest). Les données nous permettent d'explorer la dynamique de la chaîne et le module de la relaxation de cisaillement dans le régime plateau pour les chaînes avec Z~40 enchevêtrements et dans le régime de relaxation terminale pour Z~10. Nous avons effectué des tests sans paramètres de plusieurs modèles différents de tubes à l'aide de (Rouse) la mobilité connue des chaînes unentangled et la longueur d'enchevêtrement de fusion déterminé par l'analyse du chemin primitif de l'état microscopique topologique de nos systèmes. (2) Nous présentons une compréhension complète pour la détente des empêtré polymère linéaire fond que les liens de la dynamique et la théorie de Rouse tube par une interprétation dynamique qui s’appellel’analyse du chemin primitive. La chaîne primitive, qui est la moyenne d'ensemble des conformations de la chaîne, se rétrécit strictement d’après la dynamique Rouse jusqu'à ce qu'il renconte les obstacles formés par d'autres chaînes primitives. Le temps d'arrêt de la diminution peut être déterminée par l'argument que la zone balayée par la chaîne primitive sur une longueur de propagation de tension qui est égale à la taille du maille de filet du travail formé par les chaînes de primitives. Le processus physique avant l'heure d'arrêt est assez présenté par l'analyse du chemin primitif. Après le temps d'arrêt, les longueurs primitives seront rétrécites par la reptation et la fluctuation de la longueur de contour .Cette procedure peut être décrite comme la modèle du tube, par exemple, Likhtman-McLeish (LM) la théorie. (3) Nous constatons que la théorie sous-estime la relaxation LM module de cisaillement dû à un double comptage de l'effet de courte longueur d'onde (p> Z) dans les modes partie de relaxation de Rouse et en fonction de la trompe de mémoire μ (t). LM extrapolé μ (t) à la limite du continuum, ce qui entraîne une décroissance sur des échelles de temps inférieur au temps de l'intrication, où le mouvement de la chaîne primitive devrait être négligeable. Pour corriger cela, nous avons retiré de la partie de fluctuation contour longueur de μ (t) la contribution des modes avec un temps de relaxation plus court que le temps d'enchevêtrement. Nous trouvons un excellent accord entre nos données de simulation et la théorie LM modifiée en utilisant l'approximation reptation double pour la libération de contrainte, ce qui démonte que l'analyse du chemin primitif de la structure microscopique apporte du modèle de tube avec une puissance prédictive des processus dynamiques. L'utilisation de systèmes plus complexes pour le traitement de la libération de contrainte devrait conduire à un accord encore mieux<br>The relation between the complex viscoelastic properties of polymer liquids and their microscopic structure and dynamics is a key issue in materials science and biophysics. Modern theories of polymer dynamics and rheology describe the universal aspects of the viscoelastic behavior based on the idea that molecular entanglements confine individual filaments to a one-dimensional, diffusive dynamics (reptation) in tube-like regions in space. While the tube model is validated through its success, its constituting elements (the statistics and dynamics of the tube axis or primitive paths and of the confining "cage" of neighboring chains) are not directly observable. (1) We present an extensive set of simulation results for the stress relaxation in equilibrium and step-strained bead-spring polymer melts (In cooperation with: C. Svaneborg and G. S. Grest). The data allow us to explore the chain dynamics and the shear relaxation modulus into the plateau regime for chains with Z~40 entanglements and into the terminal relaxation regime for Z~10. We have performed parameter-free tests of several different tube models by using the known (Rouse) mobility of unentangled chains and the melt entanglement length determined via the primitive path analysis of the microscopic topological state of our systems. (2) We present a full understanding for relaxation of entangled linear polymer melts that links the Rouse dynamics and tube theory via a dynamic interpretation of the so called primitive path analysis. The primitive chain, which is the ensemble average of the chain conformations, shrinks strictly following the Rouse dynamic until it encounters the obstacles formed by other primitive chains. The stop time of the shrinking can be determined by the argument that the area swept by the primitive chain over a tension propagation length is equal to the mesh size of the net work formed by the primitive chains. The physical process before the stop time is fairly presented by primitive path analysis. After the stop time, the primitive length shrinks via reptation and contour length fluctuation, which is well described by the tube theory, e.g. Likhtman-McLeish (LM) theory. (3) We find that the LM theory underestimates the shear relaxation modulus due to a double-counting of the effect of short-wavelength (p>Z) modes in Rouse relaxation part and in tube memory function μ(t). LM extrapolated μ(t) to the continuum limit, resulting a decay on time scales smaller than the entanglement time, where the motion of the primitive chain should be negligible. To correct this, we have removed from the contour length fluctuation part of μ(t) the contribution of modes with a relaxation time shorter than entanglement time. We find excellent agreement between our simulation data and the modified LM theory using the double reptation approximation for constraint release, which demonstrates that the primitive path analysis of the microscopic structure endows the tube model with predictive power for dynamical processes. The use of more elaborate schemes for treating constraint release should lead to even better agreement