Modélisation micromécanique du comportement cyclique des polycristaux sous chargements multiaxiaux à déformation et à contrainte imposées avec l'effet de la forme du grain

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Book Synopsis Modélisation micromécanique du comportement cyclique des polycristaux sous chargements multiaxiaux à déformation et à contrainte imposées avec l'effet de la forme du grain by : Abdelhamid Kerkour-El Miad

Download or read book Modélisation micromécanique du comportement cyclique des polycristaux sous chargements multiaxiaux à déformation et à contrainte imposées avec l'effet de la forme du grain written by Abdelhamid Kerkour-El Miad and published by . This book was released on 2011 with total page 396 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L’objectif principal de ce travail est de tester la validité d’un modèle développé auparavant au sein de notre laboratoire, en sollicitations cycliques et d’évaluer sa capacité prédictive dans le cas des trajets de chargements complexes à déformation imposée et à contrainte imposée. Une extension basée sur le concept de Hall-Petch prenant en considération l’effet de taille est aussi une issue envisagée. Par conséquent, un modèle non-incrémental simplifié qui comprend à la fois l’effet de forme et l’effet de taille de grain est obtenu. Ce modèle introduit une variable d’écrouissage isotrope intragranulaire pour chaque système de glissement. L’effet de l’écrouissage cinématique est globalement et naturellement décrit par la loi d’interaction. Le modèle, sans l’effet de taille, a mis en évidence sa capacité à reproduire les principaux phénomènes liés aux chargements cycliques tels que le durcissement cyclique, l’effet d’amplitude, le phénomène de surécrouissage dû au chargement complexe, phénomènes de rochet et d’accommodation, etc. Il a aussi démontré sa sensibilité vis-à-vis de ses paramètres clés: le paramètre de forme et le paramètre décrivant le caractère visqueux. L’identification du modèle a été effectuée en utilisant une base de données expérimentale de l’aluminium 2024. Les expérimentations réalisées dans ce travail (surtout pour le rochet multidirectionnel) ont permis la mise en évidence d’un nouveau phénomène. Il s’agit d’une réponse doublement oscillatoire : oscillation à l’échelle de chaque cycle et l’autre à l’échelle de chaque bloc de cycles. La confrontation modèle-expérience montre une efficacité à reproduire les comportements cycliques à déformation imposée. En revanche, sous sollicitations cycliques à contrainte imposée, une différence notable entre l’expérience et le modèle est enregistrée liée au phénomène capté à cause du manque d’informations et de la nature des équations alimentant le modèle. A travers l’effet de taille, ciblé pour un diamètre moyen de grains supérieur à 100 nm, la nouvelle extension du modèle a montré sa capacité à reproduire cet effet tout en utilisant le concept de Hall-Petch. Les prédictions illustrent clairement l’efficacité du modèle à décrire à la fois l’effet de la forme et l’effet de la taille pour trois matériaux métalliques polycristallins (cuivre, aluminium et nickel).

Comportement cyclique et tenue en fatigue sous chargement multiaxial d'un polyéthylène

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Book Synopsis Comportement cyclique et tenue en fatigue sous chargement multiaxial d'un polyéthylène by : Abdelmoutalib Berrehili

Download or read book Comportement cyclique et tenue en fatigue sous chargement multiaxial d'un polyéthylène written by Abdelmoutalib Berrehili and published by . This book was released on 2010 with total page 198 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le comportement en fatigue multiaxiale des polymères semi-cristallins non-renforcés est un sujet relativement peu abordé, en particulier du point de vue de la fatigue à grand nombre de cycles et de la formulation de critères d’endurance. Cette étude sur le polyéthylène haute densité avait deux objectifs : (i) caractériser la tenue en fatigue multiaxiale et formuler un critère d'endurance et (ii) comprendre les facteurs d'influence du comportement cyclé pour tenter d'identifier le(s) grandeur(s) critique(s) ou cumul(s) de grandeur(s) qui amènent à la fin de vie de l'éprouvette. Les essais de fatigue multiaxiaux (traction, torsion, compression) ont été réalisés sur des éprouvettes tubulaires minces en PEHD, avec une fréquence constante, une forme d'onde triangulaire et différents rapports de charge R (0, -1 et -¥). L'auto-échauffement de l'éprouvette a été réduit au minimum par la conception d'une enceinte thermique et les résultats ont été interprétés dans un cadre d'hypothèse isotherme pour la construction du critère. Un critère de fin de vie a été défini préalablement puisque la fin de vie de l'éprouvette intervient par une localisation macroscopique de la déformation. Il est basé sur la détection du début de l'adoucissement observé sur la cinétique de la déformation maximale. Ce critère est applicable à l'ensemble des conditions de sollicitation explorées, c’est-à-dire pour les trois trajets de chargement et les deux rapports de charge. Sur la base de ce critère de fin de vie, des courbes S-N ont pu être construites et un critère de fatigue a été proposé pour décrire le comportement en fatigue multiaxiale. Ce critère est construit en combinant les valeurs moyennes et maximales du deuxième invariant de la partie déviatorique du tenseur des contraintes. Il a été confronté à d'autres critères usuels, en contraintes principales notamment. Le critère proposé semble garder sa pertinence en l'appliquant sur un autre thermoplastique (Polypropylène), mais sa validité doit être confortée pour d'autres situations de chargement (essais combinés, rapports de charge plus élevés, autre gamme de fréquence, autres formes d’ondes...). Quelques aspects généraux ont été finalement discutés quant à la façon de caractériser la tenue en fatigue de ces matériaux : choix de la fréquence, analyse en vitesse de chargement, opportunité des méthodes accélérées d'auto-échauffement.Dans ce domaine de sollicitations, le second objectif était d'analyser les contributions viscoélastique, viscoplastique, d'endommagement sur l'évolution de la réponse cyclique conduisant à la fin de vie. Pour cela, les évolutions de température, de déformations, de forme des boucles d'hystérésis ont d'abord été examinées dans un cadre large (sollicitations multiaxiales, gamme de fréquences et de rapports de charge, conditions d'échanges thermiques). La dépendance en vitesse et les recouvrances menées après différents nombres de cycles indiquent qu'une part importante de la déformation générée au cours du cyclage est recouvrable, et font apparaître une contribution croissante mais mineure de la plasticité et/ou de l'endommagement au cours du cyclage. En conséquence, deux effets liés à la viscoélasticité ont été étudiés : le rôle du fluage sous l'effet de la contrainte moyenne et l'influence de l'histoire du chargement. Dans les conditions choisies, le cyclage a un effet accélérateur sur la déformation par rapport au fluage sous la même contrainte moyenne, mais l'histoire du chargement ne semble pas modifier notablement les mécanismes et en particulier la part de déformation plastique.

COMPORTEMENT MECANIQUE DES POLYCRISTAUX SOUS SOLLICITATIONS COMPLEXES

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Book Synopsis COMPORTEMENT MECANIQUE DES POLYCRISTAUX SOUS SOLLICITATIONS COMPLEXES by : NOUREDDINE.. ZOUHAL

Download or read book COMPORTEMENT MECANIQUE DES POLYCRISTAUX SOUS SOLLICITATIONS COMPLEXES written by NOUREDDINE.. ZOUHAL and published by . This book was released on 1996 with total page 133 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: PLUSIEURS MATERIAUX UTILISES DANS DES SECTEURS DE POINTE SE TROUVENT AU COURS DE LEUR FONCTIONNEMENT SOLLICITES PAR DES CHARGEMENTS CYCLIQUES. LA PRESENCE D'EFFORTS VARIABLES ET REPETES DANS LE TEMPS MENENT GENERALEMENT A LA FATIGUE DES STRUCTURES. IL DEVIENT ALORS NECESSAIRE DE COMPRENDRE LE COMPORTEMENT DES MATERIAUX AINSI QUE LEUR DEGRADATION AU COURS DU TEMPS SOUS DE TELLES SOLLICITATIONS. PAR AILLEURS, LE COMPORTEMENT MECANIQUE DES POLYCRISTAUX EN PLASTICITE CYCLIQUE EST SOUVENT DECRIT PAR DES APPROCHES PHENOMENOLOGIQUES. CE TYPE DE MODELES EST INCAPABLE DE RENDRE COMPTE DES MECANISMES PHYSIQUES DE LA DEFORMATION A L'ECHELLE MICROSTRUCTURALE. AFIN D'ACCEDER A DES INFORMATIONS CONCERNANT L'EVOLUTION DE LA MICROSTRUCTURE EN PLASTICITE CYCLIQUE, ON PROPOSE UNE DESCRIPTION DE CE TYPE DE COMPORTEMENT DANS LE CADRE D'UNE APPROCHE MICRO-MACRO (MODELE DE TAYLOR-LIN). DANS LE CADRE DU MODELE DE TAYLOR-LIN, ON MONTRE QUE LES TENDANCES EXPERIMENTALES EN PLASTICITE CYCLIQUE ONT ETE BIEN REPRODUITES. AINSI, DANS LE CAS DE TRAJETS DE CHARGEMENT CYCLIQUES PROPORTIONNELS, LE MODELE DE TAYLOR-LIN PERMET DE RENDRE COMPTE DES PHENOMENES SUIVANTS: L'EFFET BAUSCHINGUER ; LE DURCISSEMENT CYCLIQUE ; L'ADOUCISSEMENT CYCLIQUE, L'INDEPENDANCE DE L'AMPLITUDE DE LA CONTRAINTE PAR RAPPORT A LA DEFORMATION MOYENNE ; L'ACCROCHAGE DU PETIT CYCLE DANS UN GRAND CYCLE STABILISE. DE PLUS, DANS LE CAS DE TRAJETS DE CHARGEMENT CYCLIQUES NON PROPORTIONNELS, LE MODELE PREVOIT UN MAXIMUM DE DURCISSEMENT CYCLIQUE LORS D'UN ESSAI DE TRACTION-TORSION EN QUADRATURE DE PHASE. PAR AILLEURS, L'ANALYSE DU COMPORTEMENT DU MONOCRISTAL NOYE DANS LE POLYCRISTAL PERMET DE COMPRENDRE LA REPONSE MACROSCOPIQUE EN FONCTION DE L'EVOLUTION DES PARAMETRES MICROSCOPIQUES

Modélisation du comportement élastoplastique cyclique multiaxial par une approche multisurface dans l'espace des déformations

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Book Synopsis Modélisation du comportement élastoplastique cyclique multiaxial par une approche multisurface dans l'espace des déformations by : Corado Ningre

Download or read book Modélisation du comportement élastoplastique cyclique multiaxial par une approche multisurface dans l'espace des déformations written by Corado Ningre and published by . This book was released on 2020 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail concerne l'étude théorique, numérique et expérimentale du comportement mécanique élastoplastique en chargements cycliques complexes multiaxiaux de matériaux métalliques. Le comportement élastoplastique est décrit par modèle multisurface, avec une prise en compte des grandes transformations. Ce modèle est écrit dans l'espace multidimensionnel d'Ilyushin des déformations, de dimension 5. La modélisation qui en résulte permet de décrire le comportement multiaxial des matériaux métalliques, en chargements cycliques complexes, notamment non proportionnels, avec une prise en compte des déformations finies, de l'irréversibilité indépendante du temps, des effets secondaires cumulés (effet Poynting-Swift) et des effets d'écrouissage cyclique. Le modèle ainsi développé a été implémenté dans un code commercial de calcul par éléments finis, afin de produire un outil opérationnel de calcul des structures telles que les équipements mécaniques et les composants internes des centrales hydroélectriques (turbines, alternateur...). Le modèle proposé a été validé par confrontation à des résultats d'essais biaxiaux de traction-torsion combinées, réalisés sur un acier inoxydable. Ce modèle a été complété par une analyse énergétique et thermodynamique qui permet la mise en place, à terme, d'une approche énergétique pertinente pour le suivi de l'endommagement par fatigue. Dans le cadre de ce travail, cette approche a été illustrée par la proposition d'un critère de fatigue, validé par la comparaison de ses prédictions à celles d'autres critères de fatigue classiques, proposés dans la littérature.

Modélisation de l'endommagement des polycristaux via de nouveaux critères d'amorçage local et global

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Book Synopsis Modélisation de l'endommagement des polycristaux via de nouveaux critères d'amorçage local et global by : Morad Chadli

Download or read book Modélisation de l'endommagement des polycristaux via de nouveaux critères d'amorçage local et global written by Morad Chadli and published by . This book was released on 2005 with total page 228 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Une approche micromécanique est utilisée pour modéliser le comportement endommageable des polycristaux. Le comportement élastique est traité par souci de restreindre la modélisation du dommage granulaire via une variable interne scalaire (dg). Pour élargir le champ d’applications, il est donc nécessaire de tenir compte de l’effet de l’énergie élastique granulaire sur l’évolution de l’endommagement. Ainsi, une nouvelle stratégie est exploitée pour décrire le comportement endommageable sous divers chargements. Une des voies possibles de modélisation consiste ainsi à aborder plusieurs nouveaux aspects : (1) pour respecter l’auto-cohérence, un nouveau terme correctif concernant la déformation élastique est introduit. Ceci est dû au couplage (dg) élasticité-endommagement au niveau granulaire ; (2) proposer un nouveau critère d’endommagement granulaire dépendant de la déformation plastique granulaire cumulée et de la forme du trajet de chargement appliqué ; (3) développer un nouveau critère d’amorçage à l’échelle macroscopique via l’approche probabiliste de Weibull. Ceci nous donne à la fin une approche mixte (micromécanique-probabiliste). Les confrontations quantitatives de ce modèle avec l’aluminium 2024 montrent sa capacité à décrire surtout l’endommagement

Multi-scale modelling of thermoplastic-based woven composites, cyclic and time-dependent behaviour

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Book Synopsis Multi-scale modelling of thermoplastic-based woven composites, cyclic and time-dependent behaviour by : Francis Praud

Download or read book Multi-scale modelling of thermoplastic-based woven composites, cyclic and time-dependent behaviour written by Francis Praud and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans ce travail de thèse, une modélisation multi-échelle est mise en place à partir du concept d'homogénéisation périodique pour étudier le comportement cyclique et dépendant du temps des composites tissés à matrice thermoplastique. Avec l'approche proposée, le comportement macroscopique du composite est déterminé à partir d'une simulation éléments finis effectuée sur une cellule unitaire représentative de la microstructure périodique, où les lois de comportement des constituants sont directement intégrées, à savoir: la matrice et les torons. La réponse locale de la matrice est décrite par une loi de comportement phénoménologique multi-mécanismes intégrant viscoélasticité, viscoplasticité et endommagement ductile. Pour les torons, une loi de comportement hybride micromécanique-phénoménologique est considérée. Cette dernière prend en compte l'endommagement anisotrope et l'anélasticité induite par la présence d'un réseau diffus de microfissures à travers une description micromécanique d'un volume élémentaire représentatif contenant des microfissures. Les capacités du modèle multi-échelles sont validées en comparant les prédictions numériques aux essais expérimentaux. Les capacités du modèle sont également illustrées à travers plusieurs exemples où le composite subit des déformations dépendantes du temps lors de chargements monotones, de chargements à amplitude constante ou cyclique et encore lors de chargement multiaxiaux non proportionnels. En outre, le modèle multi-échelle est aussi utilisé pour analyser l'influence des mécanismes de déformation locaux sur la réponse macroscopique du composite.

Comportement en grandes déformations et fatigue des polymères

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Book Synopsis Comportement en grandes déformations et fatigue des polymères by : Georges Ayoub

Download or read book Comportement en grandes déformations et fatigue des polymères written by Georges Ayoub and published by . This book was released on 2010 with total page 239 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Deux types de polymères représentatifs sont étudiés dans cette thèse : un thermoplastique semi-cristallin (le polyéthylène) et un élastomère (le styrène-butadiène SBR). Pour décrire le comportement mécanique en grandes déformations du polyéthylène, un modèle hyperélastique-viscoplastique à base physique, intégrant de manière explicite l’influence de la cristallinité, a été développé. Ce modèle permet de reproduire aussi bien le comportement mécanique des thermoplastiques (viscoplastique-hyperélastique) que celui plus spécifique des élastomères (visco-hyperélastique). La modélisation du comportement sous chargement cyclique du polyéthylène est ensuite réalisée en incorporant au développement précèdent une composante viscoélastique non linéaire. Afin de décrire le processus d’endommagement sous chargement cyclique multiaxial du SBR, deux approches complémentaires ont été suivies. La première, basée sur une théorie d’altération du réseau macromoléculaire, permet de décrire l’adoucissement cyclique jusqu’à rupture. La confrontation du modèle proposé à des résultats expérimentaux obtenus en chargement uniaxial a mis en évidence la pertinence d’une telle approche. La seconde, basée sur la mécanique de l’endommagement continu, a pour vocation de prédire la durée de vie des élastomères en fatigue multiaxiale sous chargements complexes. Dans cette approche, on dérive la variable d’endommagement à partir de l’énergie de fissuration. Après identification des paramètres d’endommagement sur des essais uniaxiaux, les capacités prédictives du modèle proposé sont mis en évidence sur de essais multiaxiaux, combinant traction et torsion.

Mise en œuvre et modélisation du comportement cyclique des polymères à mémoire de forme

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Book Synopsis Mise en œuvre et modélisation du comportement cyclique des polymères à mémoire de forme by : Rami Bouaziz

Download or read book Mise en œuvre et modélisation du comportement cyclique des polymères à mémoire de forme written by Rami Bouaziz and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le polyuréthane thermoplastique à mémoire de forme est un matériau "intelligent", réactif, capable de répondre à un stimulus thermique en déployant de grandes déformations et de retrouver ensuite sa forme initiale lors d'un cycle thermomécanique. Cette réversibilité totale est possible sur plusieurs cycles. Afin de Dimensionner un composant à mémoire de forme dans un système mécanique, un modèle de simulation numérique thermo-viscoélastique en grandes déformations de l'effet mémoire de forme est proposé. L'identification des paramètres de ce modèle est réalisée sur la base d'essais thermomécaniques (analyse mécanique dynamique DMA, traction-relaxation en température, recouvrements libres et contraints). La loi de comportement ainsi formulée, qui découple la contrainte hyperélastique et la contrainte viscoélastique, est programmée dans le logiciel de simulation numérique Comsol Multiphysics. Les résultats de la simulation montrent une très bonne concordance avec la réponse expérimentale du matériau au cours de plusieurs cycles de mémoire de forme. Afin d'améliorer les performances mécaniques statiques et dynamiques du polymère à mémoire de forme du polyuréthane thermoplastique (TPU), nous proposons d'ajouter des faibles pourcentages de nanotubes de halloysite (HNT) en utilisant un processus d'extrusion à l'état fondu avec du polyuréthane thermoplastique. Ce processus a induit une répartition homogène et une bonne dispersion de nanotubes dans toute la matrice TPU. Les essais mécaniques en tension ont démontré que la force et le module des nanocomposites augmentaient de manière significative avec l'ajout de halloysites sans perte de ductilité. En outre, les tests de mémoire cyclique en grande souplesse ont montré que les propriétés de la mémoire de forme, principalement la vitesse de récupération, étaient également améliorées. Nous avons, finalement, étudié l'effet de l'ajout des nanotubes sur les paramètres mécaniques du modèle proposé.

Etude du comportement mécanique de micropieux sous chargements monotones et cycliques verticaux

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Book Synopsis Etude du comportement mécanique de micropieux sous chargements monotones et cycliques verticaux by : Alain Le Kouby (Docteur ès sciences).)

Download or read book Etude du comportement mécanique de micropieux sous chargements monotones et cycliques verticaux written by Alain Le Kouby (Docteur ès sciences).) and published by . This book was released on 2003 with total page 788 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: A partir d'une approche du type modélisation physique, on s'intéresse à la quantification des interactions, appelées couramment " effets de groupe ", qui peuvent se développer entre les micropieux rapprochés sous sollicitations monotones et cycliques verticales. Dans le cas monotone, l'effet de groupe est étudié à partir du comportement d'une inclusion générique au sein d'un groupe en interaction avec des inclusions adjacentes. Les résultats montrent un effet de groupe positif sur le frottement latéral et négatif sur la résistance en pointe. Dans le cas des chargements cycliques, deux cas sont considérés à savoir les chargements à force contrôlée destinés à établir des diagrammes de stabilité cyclique et les chargements à déplacement contrôlé pour les mécanismes de dégradation. Pour les premiers, l'augmentation du nombre d'inclusions montre un effet positif et pour les seconds, les résultats montrent un effet de groupe positif sur le frottement latéral et négatif sur la pointe.