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Modelisation Non Locale Du Comportement Thermomecanique Dalliages A Memoire De Forme Amf Avec Prise En Compte De La Localisation Et Des Effets De La Chaleur Latente Lors De La Transformation De Phase
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Book Synopsis De la modélisation thermomécanique et de l'utilisation des alliages à mémoire de forme by : Sylvain Leclercq
Download or read book De la modélisation thermomécanique et de l'utilisation des alliages à mémoire de forme written by Sylvain Leclercq and published by . This book was released on 1995 with total page 174 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: MALGRE DES PROPRIETES MECANIQUES HORS DU COMMUN, LES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME (AMF) SONT ENCORE RELATIVEMENT PEU UTILISES DANS DES APPLICATIONS INDUSTRIELLES SERIEUSES. DEUX RAISONS MAJEURES PEUVENT ETRE AVANCEES POUR EXPLIQUER CET ETAT DE FAIT. D'UNE PART, LA CONNAISSANCE ET SURTOUT LA PREDICTION DES PROPRIETES THERMOMECANIQUES COMPLEXES DES AMF NE SONT PAS ENCORE ASSEZ POUSSEES. D'AUTRE PART, LES INGENIEURS NE DISPOSENT PAS ENCORE DE CODES DE CALCUL PERMETTANT L'ETUDE DE STRUCTURES COMPLEXES EN AMF. CES DEUX POINTS SONT ABORDES DANS LE PRESENT MEMOIRE. DANS LE CADRE DE LA THERMODYNAMIQUE DES PROCESSUS IRREVERSIBLES, ET PAR APPLICATION DE LA METHODE DE L'ETAT LOCAL, UN MODELE PRENANT EN COMPTE LA TRANSFORMATION MARTENSITIQUE ISOTHERME ET ANISOTHERME EST PROPOSE. GRACE AU CHOIX DE DEUX VARIABLES INTERNES LIEES RESPECTIVEMENT A LA MARTENSITE AUTOACCOMMODANTE (PUR EFFET THERMIQUE) ET A LA MARTENSITE ORIENTEE (EFFET THERMOMECANIQUE), ON MONTRE QU'IL EST POSSIBLE DE SIMULER L'EFFET PSEUDOELASTIQUE, L'EFFET MEMOIRE SIMPLE, AINSI QUE L'APPARITION DES CONTRAINTES (OU DEFORMATIONS) DE RESTAURATION. LA CONFRONTATION DE LA THEORIE AVEC LES RESULTATS EXPERIMENTAUX EST TOUT A FAIT SATISFAISANTE. DEUX TYPES D'APPLICATIONS POSSIBLES DES AMF SONT ENSUITE ABORDES. DANS UN PREMIER TEMPS, UNE VERSION PSEUDOELASTIQUE (ISOTHERME) DU MODELE EST IMPLANTEE DANS UN CODE ELEMENTS FINIS. CECI PERMET LE DIMENSIONNEMENT ET L'ETUDE DU COMPORTEMENT D'UNE APPLICATION BIOMEDICALE, LA PROTHESE BRONCHIQUE, OU L'INTERET DES AMF RESIDE NON SEULEMENT DANS LES PERFORMANCES DE LA PROTHESE, MAIS AUSSI DANS SON MODE DE FABRICATION. DANS UN DEUXIEME TEMPS, ON PROPOSE UNE ETUDE DU COMPORTEMENT DE STRUCTURES INTELLIGENTES, POUTRES COMPOSITES RESINE EPOXYDE-FIBRES AMF PREDEFORMEES. DES ESSAIS STATIQUES ET DYNAMIQUES MONTRENT QUE LE COMPORTEMENT DE CES STRUCTURES EST INFLUENCE PAR LA CONTRAINTE DE RESTAURATION APPARAISSANT DANS LES FIBRES LORSQUE CELLES-CI SONT CHAUFFEES PAR EFFET JOULE
Book Synopsis Simulation thermomécanique de structures en alliages à mémoire de forme par la méthode des points intérieurs by : Jean-Philippe Seguin
Download or read book Simulation thermomécanique de structures en alliages à mémoire de forme par la méthode des points intérieurs written by Jean-Philippe Seguin and published by . This book was released on 2010 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les Alliages à Mémoire de Forme (AMF) sont des matériaux dont le comportement mécanique dépend de la sollicitation thermique. La prise en compte du couplage thermomécanique dans les modèles est nécessaire pour mieux comprendre ce type de matériau.Ces travaux de thèse s'intéressent donc aux outils numériques pour simuler les évolutions thermomécaniques de structures en alliages à mémoire de forme. Une nouvelle méthode de résolution est proposée, reposant sur la reformulation du problème incrémental en un problème de complémentarité linéaire et l'utilisation d'un algorithme de points intérieurs.Des simulations tests à température fixée ont permis de valider cette méthode. Enfin, d'autres simulations ont été réalisées pour étudier l'influence du couplage thermomécanique
Book Synopsis Comportement thermomécanique de structures intégrant des alliages à mémoire de forme by : Philippe Hannequart
Download or read book Comportement thermomécanique de structures intégrant des alliages à mémoire de forme written by Philippe Hannequart and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les propriétés thermomécaniques étonnantes des alliages à mémoire de forme (AMF) sont mises à profit dans de nombreux domaines. Ce matériau est capable de mettre en mouvement une structure suite à un changement de température. Or les façades de bâtiments contemporains, pour s'adapter à des conditions climatiques variables, doivent réguler le passage de la lumière et de l'énergie thermique, par exemple au moyen de systèmes motorisés. Le potentiel de fils AMF pour l'actionnement de protections solaires en façade est exploré ici. La modélisation du couplage mécanique induit par l'introduction de tels matériaux dans une structure a été peu étudiée : l'AMF agit sur la structure qui en retour modifie le comportement de l'AMF. La première étape de ce travail a consisté en une contribution à la modélisation du comportement thermomécanique de ce matériau reposant sur le choix d'une énergie libre, d'un potentiel de dissipation et de plusieurs variables internes. Deux modèles unidimensionnels ont été proposés : un premier modèle monocristallin reproduit de façon simplifiée le comportement du matériau, et un second modèle polycristallin propose une description plus fidèle. En parallèle un dispositif d'essai original à température contrôlée a été développé, il a permis une caractérisation fiable de fils Nickel-Titane et l'identification des paramètres des modèles. Dans un second temps ces modèles ont permis de résoudre des cas de couplage élémentaires (fil AMF + ressort, lame élastique + fil AMF noyé) pour des chargements thermomécaniques simples, et des solutions analytiques ont été établies. Les modèles ont été implémentés numériquement via un script matériau utilisateur (UMAT) pour le logiciel éléments finis ABAQUS et au moyen d'un algorithme d'optimisation sous contraintes. Ceci permet de simuler la réponse couplée de systèmes structuraux a priori quelconques intégrant des AMF, connectés à ou noyés dans, une structure. Dans un troisième temps, divers actionneurs ont été conçus, réalisés et testés dans le cadre de l'occultation solaire des façades. Le principe est d'utiliser un cycle de température permettant à l'AMF de déformer la structure, puis à l'énergie élastique de déformation de la structure d'assurer le retour à la forme originale. Le comportement réel de ces actionneurs a été comparé aux calculs analytiques et éléments finis. Des tests cycliques ont également été réalisés.
Book Synopsis Comparaison entre diverses approches de la modélisation du comportement thermomécannique des alliages à mémoire de forme by : Elie Gibeau
Download or read book Comparaison entre diverses approches de la modélisation du comportement thermomécannique des alliages à mémoire de forme written by Elie Gibeau and published by . This book was released on 2009 with total page 128 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Parmi les nombreuses approches de la modélisation des alliages à mémoire de forme (AMF), nous avons choisi d'e traiter une basée sur les surfaces de début de transformation de phase. Dans ce cadre, le modèle étudié est construit sur une étude thermodynamique. Le choix de la surface de début d transformation relève d'un critère de von Misès agrémenté d'une fonction de correction permettant de répondre à de critères de convexité ainsi qu'à la dissymétrie entre la traction et la compression qu'on retrouve dans les AMF. Un second modèle, issu de la littérature, a été aussi éprouvé: celui de E. Sadjadpour et Pro K. Bhattacharya. Il est bas sur une surface de fin de transformation martensitique. Cette surface particulière fait l'objet d'une étude et de détails a cours du mémoire. Jusqu'à présent ces deux modèles n'avaient été testés que de façon qualitative. Chacun de ses modèles a été confronté un ensemble de données expérimentales fournies au cours d'un colloque de l'ANR MAFESMA. Cette base de données contient des tests uniaxiaux, multiaxiaux, de commande en températures, etc... On note un grand parallélisme entre les deux modèles traités, bien que basés sur deux surfaces de transformation différentes. Une étude théorique propose un pont unissant ces domaines de transformation, la dualité entre les contraint de début de transformation et les déformations de fin de transformation a été mise en place. Des données expérimentales (iTi et CuAIBe) de la littérature ont été prises pour tester cette dualité.
Book Synopsis Modélisation multi échelle du comportement thermomécanique des bétons incluant des matériaux à changement de phase micro encapsulés by : Jérôme Kodjo
Download or read book Modélisation multi échelle du comportement thermomécanique des bétons incluant des matériaux à changement de phase micro encapsulés written by Jérôme Kodjo and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les matériaux à changement de phase (MCP) constituent une alternative prometteuse pour l'amélioration de l'inertie thermique des matériaux de construction. Grâce à leur chaleur latente, ces matériaux permettent de stocker des quantités importantes d'énergie thermique, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie liée au chauffage et à la climatisation. Cependant, leur incorporation dans les matériaux cimentaires entraine une baisse de la résistance mécanique du nouveau matériau composite ainsi obtenu. Durant ces dernières décennies, les composites MCP/bétons ont suscité un grand intérêt conduisant à un grand nombre de travaux expérimentaux. Cependant, les modèles théoriques et numériques pour prédire les comportements de ces matériaux complexes sont aujourd'hui très peu développés en raison de la complexité du comportement thermique avec changement de phase, de la séparation d'échelle et de la difficulté que représente la prédiction de l'endommagement par fissuration à l'échelle des hétérogénéités microscopiques. L'objectif de cette thèse est précisément de développer des outils de modélisation numériques pour prédire le comportement thermomécanique effectif du matériau en vue de calculs de structures. Pour cela, des modèles numériques sont développés pour simuler le transfert de chaleur, le comportement mécanique, la fissuration ainsi que la fuite du MCP liquide à travers les fissures, à l'échelle d'un Volume Elémentaire Représentatif du matériau. Après avoir étudié les effets des changements de phase dans le MCP sur le comportement mécanique effectif, une approche multi-échelle (méthode EF2) est proposée afin de réaliser des calculs de structures en tenant compte des phénomènes à l'échelle des micro capsules. Des caractérisations expérimentales thermo-physiques sont menées afin de prouver l'utilité des MCP dans les matériaux de construction et de faire des comparaisons avec les outils d'homogénéisation développés. Enfin, nous proposons une étude dans le but de comprendre et d'évaluer les effets du MCP dans la dégradation des propriétés mécaniques de ces nouveaux matériaux.
Book Synopsis Modélisation Du Comportement Thermomécanique Et Cyclique Des Matériaux À Mémoire de Forme en Transformations Finies by : Jun Wang
Download or read book Modélisation Du Comportement Thermomécanique Et Cyclique Des Matériaux À Mémoire de Forme en Transformations Finies written by Jun Wang and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Shape Memory Alloys (SMAs) are a class of smart materials that possess two salient features known as pseudoelasticity (PE) and shape memory effect(SME). In industrial applications, SMA structures are typically subjected to complex service conditions, such as large deformations, thermomechanically coupled boundaries and loadings, and cyclic loadings. The reliability and durability analysis of these SMA structures requires a good understanding of constitutive behavior in SMAs. To this end, this work develops a comprehensive constitutive modeling approach to investigate thermomechanical and cyclic behavior of SMAs in fi nite deformations. The work is generally divided into three steps. First, to improve accuracy of SMA model infinite deformation regime, the ZM model proposed by Zaki and Moumni (2007b) is extended within a fi nite-strain thermodynamic framework. Moreover, the transformation strain is decomposed into phase transformation and martensite reorientation components to capture multi-axial non-proportional response. Secondly, in addition to the fi nite deformation, thermomechanical coupling effect is taken into account by developing a new fi nite-strain thermomechanical constitutive model. A more straightforward approach is obtained by using the fi nite Hencky strain. This model incorporates three important thermomechanical characteristics, namely the coexistence effect between austenite and two distinct martensite variants, the variation with temperature of hysteresis size, and the smooth transition at initiation and completion of phase transformation. Finally, with a view to studying SMA behavior under cyclic loading, the model developed in the second step is generalized to describe cyclic pseudoelasticity of polycrystalline SMAs. The generalized model captures four fundamental characteristics related to the cyclic behavior of SMAs: large accumulated residual strain, degeneration of pseudoelasticity and hysteresis loop, rate dependence, and evolution of phase transformation from abrupt to smooth transition. Numerical implementation of these models are realized by introducing proper integration algorithms. Finite element simulations, including orthodontic archwire, helical and torsion spring actuators, are carried out using the proposed models. The future directions of this work mainly involve plasticity and fatigue analysis of SMA structures.
Book Synopsis Sur la modélisation du changement de phase solide by : Ziad Moumni
Download or read book Sur la modélisation du changement de phase solide written by Ziad Moumni and published by . This book was released on 1995 with total page 157 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La modélisation de certains matériaux solides nécessite la prise en compte des effets de changement de phase. Dans ce travail, un modèle d'un matériau solide présentant ce phénomène est propose. Le changement de phase y est décrit par des variables internes qui représentent les proportions de phase. A partir de leur définition et du fait que ces variables ne sont pas indépendantes de la déformation macroscopique, le modèle considère rentre dans le cadre des matériaux standards généralises avec des variables d'état liées. Une extension de la méthode des deux potentiels en présence des liaisons internes est proposée. Par souci de clarté, la présentation est donnée suivant le formalisme des multiplicateurs de lagrange. Les équations d'état sont écrites en fonction du lagrangien associe. L'évolution des variables internes irréversibles est obtenue par les lois complémentaires. La possibilité de considérer le changement de phase réversible ou irréversible est discutée d'une manière générale. Le problème de la stabilité du matériau est aussi examine et met en lumière l'important rôle de l'énergie d'interaction entre les phases. Comme applications, le modèle en question est d'abord utilise pour décrire le comportement des matériaux a mémoire de forme, ensuite il est applique comme un modèle d'endommagement fragile partiel quand l'endommagement est interprète comme étant un changement de phase irréversible. Enfin, un programme de calcul par éléments finis est écrit afin de simuler ce comportement
