MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES POUDRES METALLIQUES PENDANT LES CYCLES DE FABRICATION DE PIECES PAR COMPACTION A HAUTE TEMPERATURE

MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES POUDRES METALLIQUES PENDANT LES CYCLES DE FABRICATION DE PIECES PAR COMPACTION A HAUTE TEMPERATURE PDF Author: GHOLAMREZA.. ARYANPOUR
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Languages : fr
Pages : 184

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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE REALISER UNE MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES MATERIAUX, QUI SOIT UTILISABLE POUR LES CYCLES DE FABRICATION PAR LA METALLURGIE DES POUDRES. UNE LOI DE COMPORTEMENT DE TYPE ELASTO-PLASTIQUE-VISCOPLASTIQUE EST DEVELOPPEE POUR LES MATERIAUX DENSES ET POREUX. UNE DEFORMATION INELASTIQUE COMPOSEE DE DEUX PARTIES, L'UNE PLASTIQUE ET L'AUTRE VISCOPLASTIQUE, EST CONSIDEREE PENDANT LE CHARGEMENT. LE BUT RECHERCHE DANS CETTE THESE EST DE FORMULER LA LOI DECRIVANT LA PARTIE PLASTIQUE DE LA DEFORMATION. APRES LA FORMULATION DES MODELES, LE TRAVAIL RESTANT EST SCINDE EN DEUX ETAPES. LES MODELES SONT D'ABORD IDENTIFIES POUR LES ACIERS INOXYDABLES DE TYPE 316LN ET 304L AU TRAVERS D'ESSAIS EXPERIMENTAUX QUI ONT ETE DEJA REALISES. CETTE IDENTIFICATION EST ENSUITE VALIDEE PAR UNE NOUVELLE SERIE D'ESSAIS REALISES PENDANT CE PROJET. IL S'AGIT D'ESSAIS DE COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD. L'OUTIL PRINCIPAL DE CALCUL UTILISE AU COURS DES TROIS ETAPES DE MODELISATION, D'IDENTIFICATION ET DE VALIDATION EST LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS LAGAMINE, DANS LEQUEL NOUS AVONS IMPLANTE LES DIFFERENTES LOIS CONSTITUTIVES.

MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES POUDRES METALLIQUES PENDANT LES CYCLES DE FABRICATION DE PIECES PAR COMPACTION A HAUTE TEMPERATURE

MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES POUDRES METALLIQUES PENDANT LES CYCLES DE FABRICATION DE PIECES PAR COMPACTION A HAUTE TEMPERATURE PDF Author: GHOLAMREZA.. ARYANPOUR
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L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST DE REALISER UNE MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES MATERIAUX, QUI SOIT UTILISABLE POUR LES CYCLES DE FABRICATION PAR LA METALLURGIE DES POUDRES. UNE LOI DE COMPORTEMENT DE TYPE ELASTO-PLASTIQUE-VISCOPLASTIQUE EST DEVELOPPEE POUR LES MATERIAUX DENSES ET POREUX. UNE DEFORMATION INELASTIQUE COMPOSEE DE DEUX PARTIES, L'UNE PLASTIQUE ET L'AUTRE VISCOPLASTIQUE, EST CONSIDEREE PENDANT LE CHARGEMENT. LE BUT RECHERCHE DANS CETTE THESE EST DE FORMULER LA LOI DECRIVANT LA PARTIE PLASTIQUE DE LA DEFORMATION. APRES LA FORMULATION DES MODELES, LE TRAVAIL RESTANT EST SCINDE EN DEUX ETAPES. LES MODELES SONT D'ABORD IDENTIFIES POUR LES ACIERS INOXYDABLES DE TYPE 316LN ET 304L AU TRAVERS D'ESSAIS EXPERIMENTAUX QUI ONT ETE DEJA REALISES. CETTE IDENTIFICATION EST ENSUITE VALIDEE PAR UNE NOUVELLE SERIE D'ESSAIS REALISES PENDANT CE PROJET. IL S'AGIT D'ESSAIS DE COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD. L'OUTIL PRINCIPAL DE CALCUL UTILISE AU COURS DES TROIS ETAPES DE MODELISATION, D'IDENTIFICATION ET DE VALIDATION EST LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS LAGAMINE, DANS LEQUEL NOUS AVONS IMPLANTE LES DIFFERENTES LOIS CONSTITUTIVES.

MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE ET MECANIQUE DES POUDRES METALLIQUES. APPLICATIONS A LA COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD

MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMIQUE ET MECANIQUE DES POUDRES METALLIQUES. APPLICATIONS A LA COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD PDF Author: CLAUDIO.. ARGENTO
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Pages : 138

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LE BUT INITIAL DE CETTE THESE EST DE PRODUIRE, A PARTIR D'UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS EXISTANT, UN OUTIL FIABLE ET SOUPLE POUR LA SIMULATION DU PROCESSUS DE COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD DE POUDRES METALLIQUES. POUR CELA NOUS AVONS DEVELOPPE UN MODELE THERMOMECANIQUE COMPLET DECRIVANT LE COMPORTEMENT DE LA POUDRE PENDANT LA COMPACTION. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS PROPOSONS UNE NOUVELLE LOI CONSTITUTIVE ELASTO-VISCOPLASTIQUE AVEC ECROUISSAGE EN DENSITE. CETTE LOI POSSEDE UN PARAMETRE SUPPLEMENTAIRE QUI PERMET DE CONTROLER EXPLICITEMENT LE COUPLAGE ENTRE LES PARTIES ISOTROPE ET DEVIATOIRE DES CONTRAINTES ET DES DEFORMATIONS. LA DEUXIEME PARTIE DE CE TRAVAIL EST CONSACREE AU DEVELOPPEMENT D'UN MODELE PERMETTANT DE DECRIRE LA CONDUCTIVITE THERMIQUE DES POUDRES METALLIQUES TOUT AU LONG DE LA DENSIFICATION. NOUS PROPOSONS DEUX MODELES: UN MODELE UTILISANT LA METHODE DES ELEMENTS DISCRETS POUR DECRIRE LA CONDUCTION A TRAVERS LA PHASE SOLIDE ET UNE METHODE DE MONTE CARLO ASSOCIEE A UN PROGRAMME DE SUIVI DE RAYONS POUR DECRIRE LE RAYONNEMENT DANS LES PORES. NOUS MONTRONS QUE CE DERNIER ETAIT NEGLIGEABLE DANS LE CAS DES POUDRES METALLIQUES. DANS LA TROISIEME PARTIE, NOUS DECRIVONS LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS LAGAMINE DE L'UNIVERSITE DE LIEGE ET LA FACON DONT LES LOIS CONSTITUTIVES MECANIQUES ET THERMIQUES PRESENTEES Y SONT INTEGREES DE FACON OBJECTIVE. FINALEMENT, DANS LA DERNIERE PARTIE DE CETTE THESE, NOUS PRESENTONS UNE COMPARAISON DES REPONSES PREVUES PAR LES DIFFERENTES LOIS CONSTITUTIVES POUR DES PIECES RELATIVEMENT SIMPLES EN DEUX ET TROIS DIMENSIONS. NOUS METTONS EN EVIDENCE EN PARTICULIER L'INFLUENCE DE LA LOI DE COMPORTEMENT SUR LA PREVISION DE LA FORME FINALE DE LA PIECE

MODELISATION NUMERIQUE DE LA MISE EN FORME DE POUDRES METALLIQUES PAR COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD (C.I.C)

MODELISATION NUMERIQUE DE LA MISE EN FORME DE POUDRES METALLIQUES PAR COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD (C.I.C) PDF Author: LAURENT.. SANCHEZ
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Pages : 229

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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL, REALISE EN COLLABORATION AVEC LE CEA GRENOBLE, EST D'AMELIORER LA SIMULATION NUMERIQUE DU PROCEDE DE MISE EN FORME DE POUDRES METALLIQUES PAR COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD (C.I.C) AFIN DE REDUIRE LES COUTS DE FABRICATION. LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE EST CONSACREE A L'ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES LOIS DE COMPORTEMENT PERMETTANT DE CARACTERISER LES PHENOMENES PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE. LA DEUXIEME PARTIE EST AXEE SUR LA PRESENTATION ET L'ETUDE DETAILLEE DU CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS (CASTEM2000) ET SUR LE MODELE VISCOPLASTIQUE D'ABOUAF IMPLANTE DANS CE CODE. NOUS DONNONS AUSSI LES VALEURS DES PARAMETRES THERMIQUES ET MECANIQUES NECESSAIRES AUX SIMULATIONS NUMERIQUES. NOUS PROPOSONS, DANS LA TROISIEME PARTIE, D'AMELIORER LA MODELISATION REALISEE AVEC LA LOI D'ABOUAF EN PRENANT EN COMPTE D'ABORD LA RIGIDITE DE LA GAINE ET ENSUITE L'EFFET DE LA DENSITE SUR LA DIFFUSIVITE THERMIQUE ET LE MODULE D'YOUNG DE LA POUDRE. PUIS DANS LA QUATRIEME PARTIE, DE NOUVELLES LOIS DE COMPORTEMENT PLASTIQUES ET VISCOPLASTIQUES SONT PROPOSEES ET TESTEES. CES LOIS DOIVENT ETRE PLUS A MEME DE DECRIRE LE COMPORTEMENT DE LA POUDRE MAIS AUSSI DE LA GAINE ET DES OUTILLAGES. DANS LE DERNIER CHAPITRE, NOUS PRESENTONS LES RESULTATS DE DEUX PIECES DE VALIDATION FABRIQUEES AU CEA GRENOBLE. LES MODIFICATIONS PROPOSEES SONT TESTEES ET COMPAREES A L'EXPERIENCE. ELLES PERMETTENT D'AMELIORER SENSIBLEMENT LES PREDICTIONS NUMERIQUES ET SONT PLUS PROCHES DES COTES MESUREES.

Rhéologie des poudres métalliques au cours de la mise en forme à haute température

Rhéologie des poudres métalliques au cours de la mise en forme à haute température PDF Author: Didier Bouvard
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Pages : 185

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DANS LA PREMIERE PARTIE DE CE MEMOIRE LA CARACTERISATION EXPERIMENTALE DU COMPORTEMENT RHEOLOGIQUE DE POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE EST REALISEE A L'AIDE DE DEUX ESSAIS, LA COMPACTION ISOTROPE ET LA COMPRESSION SIMPLE. DES COMPACTIONS ISOSTATIQUES A CHAUD INTERROMPUS APRES DIFFERENTS TEMPS DE FLUAGE FOURNISSENT LA LOI DE DENSIFICATION SOUS PRESSION ISOTROPE DE DEUX POUDRES INDUSTRIELLES SUPERALLIAGE BASE NICKEL ET ACIER INOXYDABLE POUR PLUSIEURS CONDITIONS DE PRESSION ET TEMPERATURE ET PLUSIEURS DISTRIBUTIONS GRANULOMETRIQUES. DES OBSERVATIONS PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE MONTRENT L'EVOLUTION MORPHOLOGIQUE ET MICROSTRUCTURALE DES PARTICULES AU COURS DE LA DENSIFICATION ET SUGGERENT UNE INTERPRETATION DES MESURES MACROSCOPIQUES. DES ESSAIS DE COMPRESSION SIMPLE A CHAUD REALISES SUR DES ECHANTILLONS DENSES ET POREUX PERMETTENT D'ETUDIER LA RHEOLOGIE SOUS CONTRAINTES DEVIATOIRES. DEUX APPROCHES SONT SUCCESSIVEMENT UTILISEES DANS LA SECONDE PARTIE POUR MODELISER LE COMPORTEMENT. PAR UNE APPROCHE PHENOMENOLOGIQUE UNE LOI DE COMPORTEMENT EST FORMULEE EN INTRODUISANT DANS UN SCHEMA DE VISCOPLASTICITE PARFAITE UNE VITESSE DE DEFORMATION VOLUMIQUE ET UN ECROUISSAGE EN DENSITE. LES DIFFERENTES FONCTIONS DE CETTE LOI SONT IDENTIFIEES A L'AIDE DES RESULTATS EXPERIMENTAUX PRECEDENTS. D'AUTRE PART UN MODELE MICROMECANIQUE EST DEVELOPPE POUR PREVOIR LA DENSIFICATION DE POUDRES SPHERIQUES DE DISTRIBUTION GRANULOMETRIQUE QUELCONQUE SOUS PRESSION ISOTROPE DANS LE CAS OU EST LE MECANISME DE DEFORMATION PREPONDERANT EST LA DEFORMATION DES PARTICULES. IL UTILISE UN TRAITEMENT STATISTIQUE DES VARIABLES CARACTERISANT L'ECHELLE MICROSCOPIQUE ET S'APPUIE DU POINT DE VUE EXPERIMENTAL SUR LES CINETIQUES DE DENSIFICATION OBTENUES DANS LA PREMIERE PARTIE

MODELISATION DE LA MISE EN FORME DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE

MODELISATION DE LA MISE EN FORME DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE PDF Author: CHRISTOPHE.. DELLIS
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Pages : 189

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CE MEMOIRE S'INTERESSE A LA MODELISATION DE LA MISE EN FORME DES POUDRES METALLIQUES A HAUTE TEMPERATURE. LES LOIS DE COMPORTEMENT ET LEUR UTILISATION POUR LA SIMULATION NUMERIQUE DES PROCEDES INDUSTRIELS Y SONT ABORDEES, AINSI QUE LA MODELISATION MICROMECANIQUE. L'INFLUENCE DES PARAMETRES INTERVENANT DANS LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA COMPACTION ISOSTATIQUE A CHAUD EST TOUT D'ABORD ETUDIEE A L'AIDE D'UN CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS, EN COMPARANT CERTAINES GRANDEURS EXPERIMENTALES MESURABLES AVEC LES PREVISIONS FOURNIES PAR LE CALCUL. NOUS AVONS ENSUITE MODELISE NUMERIQUEMENT L'EVOLUTION EN GRANDES DEFORMATIONS DU CONTACT ENTRE DEUX SPHERES SOUS L'ACTION D'UNE FORCE NORMALE ET TANGENTIELLE. NOS RESULTATS SONT COMPARES AUX MODELES EXISTANTS, QUI SONT LIMITES AUX PETITES DEFORMATIONS ET ONT ETE TRES PEU VALIDES JUSQU'A PRESENT, ET NOUS PROPOSONS DE NOUVELLES RELATIONS FACILEMENT UTILISABLES DANS LES MODELES MICROMECANIQUES. ENFIN, UNE ETUDE DE LA RHEOLOGIE DES POUDRES METALLIQUES A L'AIDE DE LA TECHNIQUE D'HOMOGENEISATION A DOUBLE ECHELLE EST PRESENTEE. UNE NOUVELLE FORME DE LA LOI DE COMPORTEMENT DU MATERIAU MACROSCOPIQUE EST OBTENUE. SA DETERMINATION COMPLETE EXIGE UNE MODELISATION NUMERIQUE SUR UN VOLUME ELEMENTAIRE REPRESENTATIF DU MATERIAU. A PARTIR DE TELLES MODELISATIONS, REALISEES ESSENTIELLEMENT SUR DES CELLULES BIDIMENSIONNELLES, NOUS MONTRONS COMMENT L'ON PEUT OBTENIR UNE NOUVELLE FORMULATION DE LA LOI DE COMPORTEMENT OU BIEN IDENTIFIER LES FONCTIONS RHEOLOGIQUES DES MODELES PHENOMENOLOGIQUES EXISTANTS

Modélisation de la rhéologie des poudres métalliques à haute température

Modélisation de la rhéologie des poudres métalliques à haute température PDF Author: Christophe Dellis
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Pages : 189

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Modélisation du comportement de poudres métalliques et céramiques en compression

Modélisation du comportement de poudres métalliques et céramiques en compression PDF Author: Vincent Bonnefoy
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Pages : 292

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Ce travail s'inscrit dans l'obtique d'un transfert de compétences entre laboratoires universitaires et industriels métallurgie des poudres. Ses objectifs correspondent à deux réalités:la réalité industrielle dont l'intérêt se tourne vers la simulation numérique de la mise en forme comme outil de conception et la réalité universitaire qui se propose de répondre au besoin industriel en développant les moyens et méthodes nécessaires. Une première partie illustre l'approche proposée pour aboutir à la simulation numérique de la mise en forme d'une pièce industrielle. Successivement, les étapes de caractérisation expérimentale, de modélisation du comportement et de resolution numérique sont traitées et analysées. La comparaison entre les pièces simulées et réelles permet de valider la démarche et d'offrir des perspectives d'optimisation. Deux aspects particuliers sont ensuite approfondis en raison de leur caractère critique au sein du procédé et de la démarche exposée. Ainsi, le problème du frottement aux iterfaces poudre/outils est abordé dans une deuxième partie. L'étude expérimentale de nouveaux types d'outils (matériaux et revêtements) apporte un début de réponse aux préoccupations industrielles concernant la maîtrise de ce phénomène limitant du procédé. Enfin, une troisième partie est consacrée aux aspects plus purement liés à la modélisation du comportement des poutres. L'analyse d'une base de données expérimentale sur cinq poutres de natures distinctes permet de cerner l'influence de leurs caractéristiques sur leurs comportements et jette notamment les bases d'un nouveau concept. Une synthèse bibliographique des modèles appliqués à la métallurgie des poutres vient compléter ces concidérations pour favoriser l'adéquation entre une modélisation et le matériau traité. La conclusion fait le point sur la démarche de simulation numérique et synthétise les apports du présent travail dans le cadre du transfert de compétence envisagé.

MODELISATION DU COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE DES POUDRES METALLIQUES DEVELOPPEMENT D'UN NOUVEAU DISPOSITIF EXPERIMENTAL DE COMPRESSION OEDOMETRIQUE A CHAUD

MODELISATION DU COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE DES POUDRES METALLIQUES DEVELOPPEMENT D'UN NOUVEAU DISPOSITIF EXPERIMENTAL DE COMPRESSION OEDOMETRIQUE A CHAUD PDF Author: PHILIPPE.. VIOT
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Pages : 257

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L'OBJECTIF PRINCIPAL DE CETTE THESE EST DE DEVELOPPER UN DISPOSITIF ORIGINAL DE COMPRESSION EN MATRICE A HAUTES TEMPERATURES AFIN DE COMPLETER LES BASES DE DONNEES EXISTANTES NECESSAIRES A L'IDENTIFICATION DES LOIS DE COMPORTEMENT DECRIVANT LA DENSIFICATION DES POUDRES METALLIQUES. LES DEUX SOLLICITATIONS COMPRESSION ISOSTATIQUE A CHAUD ET COMPRESSION SIMPLE SONT COURAMMENT UTILISEES POUR IDENTIFIER LES PARAMETRES DES MODELES COMME CELUI D'ABOUAF ET CORRESPONDENT RESPECTIVEMENT A DES ETATS DE CONTRAINTE PUREMENT ISOTROPE ET TRES PROCHE DE L'ETAT PUREMENT DEVIATOIRE. IL MANQUAIT UN ESSAI INTERMEDIAIRE, L'ESSAI DE COMPRESSION OEDOMETRIQUE A CHAUD DONT LA DIFFICULTE PRINCIPALE RESIDE DANS LA MESURE DE LA CONTRAINTE RADIALE A HAUTE TEMPERATURE PENDANT LA DENSIFICATION DE L'ECHANTILLON DE POUDRE. APRES UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE DES MODELISATIONS ENVISAGEES PERMETTANT DE CARACTERISER LE COMPORTEMENT VISCOPLASTIQUE DES MATERIAUX POREUX, LE DEUXIEME CHAPITRE DECRIT EN DETAIL LE NOUVEAU DISPOSITIF DE COMPRESSION OEDOMETRIQUE A CHAUD. LE TROISIEME CHAPITRE EST CONSACRE A SA MISE AU POINT PARTICULIEREMENT DELICATE PUISQUE LES CONDITIONS EN TEMPERATURES SONT EXTREMEMENT SEVERES. CETTE OPTIMISATION A ETE REALISEE EN EFFECTUANT LES COMPRESSIONS OEDOMETRIQUES SUR DE LA POUDRE DE CUIVRE POUR LES TEMPERATURES COMPRISES ENTRE 360 ET 560\C. LE QUATRIEME CHAPITRE PRESENTE LES RESULTATS OBTENUS SUR DE LA POUDRE INDUSTRIELLE DE TA6V EN COMPRESSION SIMPLE, EN COMPRESSION ISOSTATIQUE A 800 ET 925\C ET POUR LES ESSAIS DE COMPRESSION OEDOMETRIQUE A 800\C. UNE ETUDE DE LA LOI D'EVOLUTION DU RAPPORT DES CONTRAINTES RADIALE ET AXIALE EST MENEE. DANS LE DERNIER CHAPITRE, L'INSUFFISANCE DU MODELE D'ABOUAF A DECRIRE SIMULTANEMENT LES TROIS SOLLICITATIONS

ETUDE EXPERIMENTALE ET MODELISATION DU COMPORTEMENT DE POUDRES METALLIQUES AU COURS DU COMPACTAGE EN MATRICE FERMEE

ETUDE EXPERIMENTALE ET MODELISATION DU COMPORTEMENT DE POUDRES METALLIQUES AU COURS DU COMPACTAGE EN MATRICE FERMEE PDF Author: PASCAL.. MOSBAH
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Pages : 270

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CE MEMOIRE, QUI SE DECOMPOSE EN TROIS PARTIES, TRAITE DE LA COMPACTION DES POUDRES METALLIQUES. DANS LA PREMIERE PARTIE DES ESSAIS DE COMPRESSION EN MATRICE FERMEE, DE COMPRESSION SIMPLE, ISOTROPE ET TRIAXIALE AINSI QUE DES ESSAIS DE TRACTION SONT EFFECTUES A PARTIR DE DISPOSITIFS ORIGINAUX. DANS LA DEUXIEME PARTIE PLUSIEURS LOIS DE COMPORTEMENT ELASTO-PLASTIQUES AVEC ECROUISSAGE EN DENSITE SONT ETUDIEES ET IDENTIFIEES A PARTIR DES DIFFERENTS ESSAIS QUI VIENNENT D'ETRE PRESENTES. ENFIN DANS LA TROISIEME PARTIE LES LOIS PRESENTEES SONT IMPLANTEES DANS LE CODE DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS LAGAMINE DE L'UNIVERSITE DE LIEGE. DES SIMULATIONS DU PROCEDE ENTIER DE COMPACTION, C'EST A DIRE COMPRESSION, DECHARGE ET EJECTION, AVEC PRISE EN COMPTE DU FROTTEMENT POUDRE-MATRICE ET DE LA DEFORMATION DE LA MATRICE SONT EFFECTUEES ET PERMETTENT UNE DETERMINATION D'UN CHAMP DE DENSITE A L'ISSU DU PROCEDE

Caractérisation expérimentale et modélisation numérique du comportement thermomécanique à haute température des matériaux composites renforcés par des fibres

Caractérisation expérimentale et modélisation numérique du comportement thermomécanique à haute température des matériaux composites renforcés par des fibres PDF Author: Manh Tien Tran
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Les matériaux composites TRC (Textile Reinforced Concrete), consistant d'une matrice cimentaire et d'un renforcement par des textile ou fibres (en carbone, en verre ou en autre matière, ...) sont souvent utilisés pour réparer ou/et renforcer les éléments structurels porteurs (dalle, poutre, colonne) d'anciens ouvrages de génie civil. Ils peuvent être également utilisés comme des éléments porteurs dans les structures neuves (éléments de préfabrications). Afin de développer des composites TRC avec de bonnes caractéristiques à température élevée, on a fait une combinaison entre les textiles de carbone qui possède une bonne capacité mécanique et une matrice réfractaire qui assurent une transmission de charge entre le textile de renforcement et les protège thermiquement contre l'action de température élevée. Le comportement thermomécanique des composites TRC de carbone est expérimentalement et numériquement étudié à l'échelle mésoscopique dans cette thèse. L'avancement scientifique sur ce sujet de thèse permettrait d'améliorer la stabilité au feu des structures qui sont renforcées par des matériaux composites TRC. Ce sujet contribuerait aux intérêts sociaux et économiques significatifs pour le génie civil dans le monde entier en général et au Vietnam en particulier. La thèse concerne la caractérisation expérimentale et modélisation numérique du comportement thermomécanique à température élevée des matériaux composites TRC à l'échelle mésoscopique. Dans une première partie expérimentale, les textiles de carbone (des produits commerciaux sur le marché), la matrice du béton réfractaire et l'interface textile/matrice ont été testés au régime thermomécanique à température constante (allant de 25 °C à 700 °C). Les résultats obtenus montrent un effet du traitement du textile sur le comportement et mode de rupture des textiles de carbone et de l'interface textile/matrice. Un modèle analytique a été également utilisé pour déterminer l'évolution des propriétés thermomécaniques des textiles de carbone en fonction de la température. Le transfert thermique dans l'éprouvette cylindrique du béton réfractaire a été réalisé pour valider les propriétés thermiques du béton réfractaire. Tous les résultats obtenus dans cette partie sont utilisés comme données pour le modèle numérique dans la partie de modélisation. La deuxième partie expérimentale explore le comportement thermomécanique des TRCs sous deux régimes : thermomécanique à température constante et thermomécanique à force constante. Deux textiles de carbone, qui ont donné les meilleures performances à température élevée, ont été choisis pour une fabrication des TRCs. Les résultats expérimentaux montrent un comportement thermomécanique avec l'écrouissage (trois ou deux phases) à température modérée et un comportement fragile à température supérieure de 500 °C. Au régime thermomécanique à force constante, deux composites TRCs peuvent résister plus long que les textiles de carbone seuls grâce à bonne isolation thermique de la matrice cimentaire. En comparant les deux résultats sur les éprouvettes de TRC, l'effet du renforcement de textile (le taux de renfort, le produit de traitement, la géométrie du textile) sur le comportement thermomécanique a été analysé. Tous les résultats expérimentaux de cette partie ont été utilisés pour valider et comparer avec ceux obtenus à partir du modèle numérique. La partie de modélisation numérique a deux buts : prédire le comportement thermomécanique global du composite TRC à partir des propriétés thermomécaniques des matériaux constitutifs ; valider le transfert thermique dans le composite en cas d'augmentation de la température pour prédire la température de rupture ou la durée d'exposition du composite [etc...].