Etude et application des alliages à mémoire de forme pour la réalisation de capteurs-actionneurs dans le domaine de la robotique PDF Download
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Author: Hubert Kihl
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Languages : fr
Pages : 16
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Book Description
DANS CETTE ETUDE NOUS PRESENTONS LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES ET MECANIQUES DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME AFIN DE PRECISER LEURS POTENTIALITES D'UTILISATION DANS LE DOMAINE DE LA ROBOTIQUE POUR LA CONCEPTION DE CAPTEURS DE POSITION, D'ACTIONNEURS OU D'ACTIONNEURS-CAPTEURS ASSERVIS EN POSITION. NOTRE OBJECTIF CONSISTE EGALEMENT A DETERMINER LES LIMITES D'UTILISATION DE CES ALLIAGES ET A DEFINIR LES INCONVENIENTS LIES A LEUR MISE EN UVRE. APRES UNE RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE COMPLETE SUR LES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME ET SUR LEURS APPLICATIONS, NOUS AVONS FAIT UNE ANALYSE DE LEUR COMPORTEMENT. POUR CELA NOUS EN AVONS EFFECTUE UNE MODELISATION STATIQUE ET DYNAMIQUE QUI NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE LA REPONSE DES ALLIAGES DE CU-ZN-AL LORS DE LA CHAUFFE ET DU REFROIDISSEMENT EST DU DEUXIEME ORDRE ET QUE LES CONSTANTES DE TEMPS CORRESPONDANTES SONT DANS LES DEUX CAS DES FONCTIONS DE LA PUISSANCE DE CHAUFFE ET DE LA CONTRAINTE. PUIS NOUS CARACTERISONS LE COMPORTEMENT DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME UTILISES COMME CAPTEURS DE DEPLACEMENT. LA MESURE DE LEUR VARIATION DE LONGUEUR EST DETERMINEE A PARTIR DE LA VARIATION DE RESISTIVITE OCCASIONNEE PAR LA TRANSFORMATION DE PHASE D'UN FIL EN ALLIAGE DE CU-ZN-AL, QUI EST PROVOQUEE PAR L'ALLONGEMENT DE CELUI-CI. CETTE ETUDE FAIT EGALEMENT APPARAITRE L'INFLUENCE QUE PEUT AVOIR LA VARIATION DE TEMPERATURE SUR LES CARACTERISTIQUES QUI LIENT L'ALLONGEMENT A LA RESISTIVITE ET A LA CONTRAINTE. CETTE INFLUENCE DE LA VARIATION DE TEMPERATURE PEUT ETRE SUPPRIMEE PAR L'UTILISATION DE LA METHODE DE MESURE DIFFERENTIELLE. LA SYNTHESE DES RESULTATS OBTENUS LORS DE CETTE ETUDE A PERMIS LA REALISATION D'UN AXE ASSERVI, UTILISANT LES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME EN CU-ZN-AL COMME ACTIONNEUR ET COMME CAPTEUR.
Author: Hubert Kihl
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Languages : fr
Pages : 16
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DANS CETTE ETUDE NOUS PRESENTONS LES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES ET MECANIQUES DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME AFIN DE PRECISER LEURS POTENTIALITES D'UTILISATION DANS LE DOMAINE DE LA ROBOTIQUE POUR LA CONCEPTION DE CAPTEURS DE POSITION, D'ACTIONNEURS OU D'ACTIONNEURS-CAPTEURS ASSERVIS EN POSITION. NOTRE OBJECTIF CONSISTE EGALEMENT A DETERMINER LES LIMITES D'UTILISATION DE CES ALLIAGES ET A DEFINIR LES INCONVENIENTS LIES A LEUR MISE EN UVRE. APRES UNE RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE COMPLETE SUR LES DIFFERENTES CARACTERISTIQUES DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME ET SUR LEURS APPLICATIONS, NOUS AVONS FAIT UNE ANALYSE DE LEUR COMPORTEMENT. POUR CELA NOUS EN AVONS EFFECTUE UNE MODELISATION STATIQUE ET DYNAMIQUE QUI NOUS A PERMIS DE MONTRER QUE LA REPONSE DES ALLIAGES DE CU-ZN-AL LORS DE LA CHAUFFE ET DU REFROIDISSEMENT EST DU DEUXIEME ORDRE ET QUE LES CONSTANTES DE TEMPS CORRESPONDANTES SONT DANS LES DEUX CAS DES FONCTIONS DE LA PUISSANCE DE CHAUFFE ET DE LA CONTRAINTE. PUIS NOUS CARACTERISONS LE COMPORTEMENT DES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME UTILISES COMME CAPTEURS DE DEPLACEMENT. LA MESURE DE LEUR VARIATION DE LONGUEUR EST DETERMINEE A PARTIR DE LA VARIATION DE RESISTIVITE OCCASIONNEE PAR LA TRANSFORMATION DE PHASE D'UN FIL EN ALLIAGE DE CU-ZN-AL, QUI EST PROVOQUEE PAR L'ALLONGEMENT DE CELUI-CI. CETTE ETUDE FAIT EGALEMENT APPARAITRE L'INFLUENCE QUE PEUT AVOIR LA VARIATION DE TEMPERATURE SUR LES CARACTERISTIQUES QUI LIENT L'ALLONGEMENT A LA RESISTIVITE ET A LA CONTRAINTE. CETTE INFLUENCE DE LA VARIATION DE TEMPERATURE PEUT ETRE SUPPRIMEE PAR L'UTILISATION DE LA METHODE DE MESURE DIFFERENTIELLE. LA SYNTHESE DES RESULTATS OBTENUS LORS DE CETTE ETUDE A PERMIS LA REALISATION D'UN AXE ASSERVI, UTILISANT LES ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME EN CU-ZN-AL COMME ACTIONNEUR ET COMME CAPTEUR.
Author: Hubert Kihl
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: LEXCELLENT Christian
Publisher: Lavoisier
ISBN: 2746295059
Category : Shape memory alloys
Languages : en
Pages : 407
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Les alliages à mémoire de forme sont des matériaux uniques qui ont la propriété de se souvenir des traitements thermomécaniques subis (traction, torsion, flexion, etc.). Ils sont très utilisés dans l'industrie biomédicale, l'aéronautique ou le nucléaire. Cet ouvrage traite de leur compréhension physique et mécanique, et de leur utilisation, en se concentrant principalement sur la nature de la transformation martensitique, expliquée à travers les théorèmes de Ball et James. Les modèles macroscopiques à variables internes donnent les clés pour le calcul des structures en alliage à mémoire de forme, particulièrement utile pour l’utilisation industrielle de ces matériaux. Professeur à l’Ecole nationale supérieure de mécanique et des microtechniques de Besançon, Christian Lexcellent mène des recherches depuis plus de 20 ans sur les alliages à mémoire de forme. Ses enseignements portent sur le comportement linéaire et non-linéaire des matériaux.
Author: Vincent Delobelle
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Languages : fr
Pages : 0
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Les alliages à mémoire de forme Nickel Titane sont des matériaux aux propriétés remarquablesdues à une transformation martensitique réversible et sont largement utiliséspar l'industrie biomédicale et dans des dispositifs de type actionneurs. La première partiede cette étude porte sur une analyse de leur comportement thermomécanique basée surla réalisation de mesures de champs cinématiques (par corrélation d'images visibles) etthermiques (par caméra infrarouge). Une part importante du travail présenté concernel'amélioration des calculs de sources de chaleur à partir des champs de température. Pource faire, les capacités et conductivités thermiques des phases austénitique et martensitiqueont été estimées par différentes méthodes expérimentales. Ensuite, la méthode de calcul desource a été validée sur des données virtuelles obtenues numériquement et sur des donnéesexpérimentales obtenues lors d'une transformation martensitique induite par un refroidissementnaturel. Cette première partie se conclut par l'application des développements àdes mesures réalisées lors d'un essai de cisaillement. La seconde partie est une contributionà la réalisation de matériaux architecturés constitués d'empilement de tubes de NiTi liésentre eux ; notre étude concerne la réalisation et la caractérisation de liaisons de tubes deNiTi par soudage résistif.
Author: Hanh Tran
Publisher: Presses Academiques Francophones
ISBN: 9783838179179
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Languages : fr
Pages : 368
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Bien que frequemment utilises pour des applications specifiques en mecanique, dans l'industrie aerospatiale ou dans le domaine medical, les Alliages a Memoire de Forme (AMF) sont en revanche peu presents dans le domaine du Genie civil. Le retard pris dans ce domaine peut s'expliquer, en partie, par le cout eleve des AMF au regard de celui des materiaux de construction usuels, mais aussi par le manque de connaissance des mecanismes impliques dans leur association a des materiaux de construction traditionnels tels que la maconnerie ou le beton. Dans ce contexte, ce livre porte sur l'utilisation d'AMF pour la creation d'etats de precontrainte uni- ou multiaxiaux de maniere a ameliorer le comportement ou la resistance des composants en beton. Ainsi, on met en evidence l'utilisation de renforts en AMF afin de creer des structures autoreparables capables de reduire une fissuration excessive est presentee. Les etudes presentees ici permettent d'enrichir les connaissances mecanismes impliques dans l'association beton-AMF qui serviront a l'usage des AMF en Genie Civil.
Author: Amine Taguett
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Languages : fr
Pages : 0
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La technologie des capteurs à ondes élastiques de surface, appelés SAW pour Surface acoustic waves, existe depuis une cinquantaine d'années. Cette technologie est largement utilisée dans l'industrie des télécommunications et en perpétuelle évolution pour la réalisation de microcapteurs dans des secteurs à fortes contraintes tels que l'aéronautique, l'automobile, la métallurgie ou encore dans le domaine du médical. Leur forte sensibilité aux conditions environnementales, leur taille réduite et la possibilité de les interroger à distance sans aucune électronique embarquée (capteurs passifs), confèrent à cette technologie un fort potentiel d'innovation pour une utilisation en environnements extrêmement hostiles, et notamment comme capteurs de températures, de pressions, de déformations, de concentrations d'espèces chimiques ou biologiques... Une voie d'innovation réside dans l'optimisation des électrodes de ces capteurs appelés IDTs pour InterDigital Transducers. Ces électrodes métalliques d'une centaine de nanomètres d'épaisseur sont structurées sous forme de peignes interdigités sur un substrat piézoélectrique. Nos travaux se sont focalisés sur le choix des matériaux pour la réalisation des IDTs pour une utilisation à très hautes températures. Cela impose de trouver un matériau conducteur, stable physiquement et chimiquement, dont la mise en forme en film mince (100 nm d'épaisseur typique) n'altère pas son fonctionnement dans ces conditions d'usage extrêmes : températures voisines de 1000°C sous atmosphère oxydante. Une étude récente a mis en évidence la pertinence de l'utilisation d'alliages binaires Ir-Rh massifs pour des applications connexes de celles visées. L'objectif de ce projet est de transposer les propriétés des alliages Ir-Rh massifs à des films minces de même nature, en collectant de nouvelles données thermodynamiques relatives au système métallique Ir-Rh. Malgré les difficultés des analyses thermiques qui ont été menées jusqu'à 2300 °C, nous avons pu réaliser les premières mesures expérimentales des températures d'équilibres solide-liquide (solidus et liquidus) de quelques alliages Ir-Rh. Une part importante du travail a ensuite été consacrée à la réalisation de campagnes de dépôts de films minces Ir Rh afin d'optimiser les paramètres clés du dépôt permettant l'obtention de films présentant les stœchiométries et microstructures recherchées. Enfin, l'évaluation des performances des dispositifs SAW, élaborés à partir des films minces optimisés, a donné des résultats très prometteurs : après une phase de stabilisation dans les premières heures de recuit, le signal SAW s'est montré constant tout au long d'une période de 2 mois dans l'air à 800 °C.
Author: Karine Chastaing
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Languages : fr
Pages : 208
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Les alliages base Ru allient effet mémoire de forme simple et températures de transformation martensitique élevées (entre 300°C et 1100°C). L’objectif de cette thèse est d’établir une base de connaissances sur le comportement haute température de ces alliages, afin de déterminer s’ils peuvent être utilisés comme AMF haute température. La détermination des températures de transformations, qui présentent une faible hystérésis ainsi qu’une grande stabilité au cyclage thermique, couplée à celle des structures cristallines a permis de réviser les diagrammes de phase des systèmes RuNb et RuTa et de classer les alliages en deux catégories. La première correspond aux alliages de structure tétragonale. Ils présentent une transformation martensitique de la phase cubique beta stable à haute température vers la martensite beta’ tétragonale qui donne lieu à l’ambiante à une microstructure maclée selon les plans de type (101)t. Entrent dans la seconde catégorie les alliages de structure monoclinique. A la transformation précédente s’ajoute au refroidissement une deuxième transformation de la phase beta’ vers la phase beta’’ monoclinique qui fait intervenir des variants de translation. La quantification des déformations maximales récupérées associées à chacune des transformations et l’observation in situ de la réorganisation des variants sous contrainte ont montré que l’effet mémoire simple est essentiellement associé à la transformation beta/beta’. L’influence de l’application d’une contrainte sur la déformation associée à cette transformation a été étudiée lors de cycles thermomécaniques. Ceux-ci ont permis l’obtention d’un effet mémoire double à la transformation beta/beta’.
Author: Pierre-Yves Manach
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Languages : fr
Pages : 210
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CE TRAVAIL CONSTITUE UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE D'ALLIAGES A MEMOIRE DE FORME DE TYPE NITI. L'ETUDE EXPERIMENTALE EFFECTUEE A PORTE SUR DEUX TYPES DE SOLLICITATIONS MECANIQUES ET THERMIQUES HOMOGENES, A SAVOIR, TRACTION UNIAXIALE ET CISAILLEMENT SIMPLE. POUR CE FAIRE, IL A ETE CONCU ET REALISE DEUX MACHINES D'ESSAIS SPECIFIQUES, A TEMPERATURE CONTROLEE PAR UN BAIN D'HUILE SILICONE THERMOSTATE. DANS LE CADRE DE L'ETUDE DE DEUX ALLIAGES NITI SOUS FORME DE TOLES, L'EXPLOITATION DES MOYENS EXPERIMENTAUX A PERMIS DE COMPARER LES COMPORTEMENTS THERMOMECANIQUES DE TRACTION ET DE CISAILLEMENT, DE DETERMINER LES COMPORTEMENTS MONOTONES ET CYCLIQUES POUR TOUTE LA GAMME DE TEMPERATURE CONCERNEE PAR LA TRANSFORMATION MARTENSITIQUE, DE REALISER DES ESSAIS D'EFFET MEMOIRE SIMPLE ET DE TRANSFORMATION ASSISTEE SOUS CHARGE. L'ETUDE THEORIQUE EST SCINDEE EN DEUX PARTIES. UNE PREMIERE CONTRIBUTION PORTE SUR LES POSSIBILITES D'APPLICATION DU SCHEMA THEORIQUE D'ELASTOHYSTERESIS AU CAS DE LA MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE D'UN ALLIAGE DONNE NITI. L'IDENTIFICATION DE LA LOI DE COMPORTEMENT A ETE REALISEE A PARTIR D'ESSAIS ISOTHERMES DE CISAILLEMENT, EN UTILISANT UN NOMBRE REDUIT DE PARAMETRES POSSEDANT TOUS UNE SIGNIFICATION PHYSIQUE. LES PRINCIPAUX EFFETS OBSERVES EXPERIMENTALEMENT LORS D'ESSAIS DE VALIDATION NON ISOTHERMES SONT A LA FOIS QUALITATIVEMENT ET QUANTITATIVEMENT BIEN MODELISES, EN PARTICULIER LORS DU PREMIER CYCLE EN TEMPERATURE. CETTE ETUDE A SOULIGNE LES LIGNES DE RECHERCHE A DEVELOPPER POUR DECRIRE DE MANIERE PLUS REALISTE LA CORRESPONDANCE ENTRE LES HYSTERESIS THERMIQUE ET MECANIQUE. ENFIN, LA SECONDE PARTIE DE L'ETUDE THEORIQUE A PERMIS D'APPORTER DES ELEMENTS DE COMPREHENSION SUR L'ORIGINE DE L'EFFET MEMOIRE DOUBLE SENS, INDIQUANT AINSI LES DEVELOPPEMENTS FUTURS A ENVISAGER AU MODELE D'ELASTOHYSTERESIS
Author: Aleksandra Dębska
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Le travail de la thèse concerne de l'utilisation des matériaux à mémoire de forme (AMF) pour la précontrainte des structures en béton. L'étude s'est portée sur des composants structuraux composites complexes constitués de béton et de matériaux à mémoire de forme tels que des fils de nickel-titane ou de cuivre-aluminium-béryllium. Les fils ont été placés sur les éprouvettes en forme de cylindres creux ou de poutrelles de section rectangulaire. La réalisation de la précontrainte de ces éléments est effectuée par des fils d'AMF sans prédéformation ou avec la déformation initiale. La thèse montre le processus de préparation en vue de la réalisation de précontrainte en utilisant le courant électrique : vérification expérimentale de la température des phases transformations, les propriétés thermomécaniques des matériaux AMF, les effets de l'intensité de courant électrique dans le fil AMF sur sa température. Ensuite, il décrit le programme de la recherche, sa réalisation et l'analyse des résultats obtenus. Ce travail décline aussi les conditions de l'application de la technologie de précontrainte de cylindres en béton avec chauffage des alliages à mémoire de forme par effet Joule. Enfin, le document présente la procédure pour calculer les contraintes générées dans les fils AMF à chaque étape de la recherche.
Author: Claude Lebreton
Publisher: Ed. Techniques Ingénieur
ISBN:
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Languages : fr
Pages : 8
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