Author: Béachlé Lebon
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Languages : fr
Pages : 200
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cette étude décrit l'endommagement des composites tisses sic/sic et propose une modélisation de ce phénomène. L'approche micro-macro adoptée s'appuie sur un apport expérimental et un apport numérique. L'apport expérimental est constitue d'observations in situ des modes d'endommagement au cours de plusieurs essais de traction uni axiale a température ambiante. Le mode de dégradation prépondérant observe étant la fissuration matricielle, on définit une variable d'endommagement liée à la densité de fissures. Les courbes de densité expérimentales en fonction de la charge sont enregistrées. L'apport numérique permet de calculer le comportement homogène équivalent du matériau sain puis endommage a l'aide d'outils numériques (une méthode d'homogénéisation et une approche pseudo tridimensionnelle). On obtient la loi de chute des modules de rigidité en fonction de la variable d'endommagement. Puis on se place dans le cadre de la thermodynamique des milieux continus pour obtenir la loi d'évolution de la variable d'endommagement en utilisant les apports expérimentaux et numériques. Le comportement global obtenu est du type élastique endommageable a seuil variable. Une série de comparaisons entre des essais hors axes et des simulations numériques permet de valider l'approche adoptée
Author: XAVIER.. AUBARD
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Languages : fr
Pages : 160
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LA FINALITE DE L'ETUDE EST DE MODELISER ET D'IDENTIFIER LE COMPORTEMENT MECANIQUE, A TEMPERATURE AMBIANTE, DE DEUX MATERIAUX CERAMIQUE-CERAMIQUE, A STRUCTURE TISSEE, OBTENUS PAR C.V.I. DIFFERENTS MODELES DE COMPORTEMENT MECANIQUE SONT PROPOSES, LES PLUS SIMPLES SONT ISOTROPES ET LE PLUS FIN EST UN MESO-MODELE. TOUS CES MODELES ONT POUR BASE LA THEORIE GENERALE DE L'ENDOMMAGEMENT DEVELOPPEE PAR P. LADEVEZE. ILS ONT ETE CONSTRUITS A PARTIR DE L'EXPLOITATION D'ESSAIS MECANIQUES REALISES AVEC UNE METHODOLOGIE PARTICULIERE QUI COMPREND NOTAMMENT DES SUIVIS VISUELS ET ACOUSTIQUES IN SITU SUR DES ESSAIS DE TRACTION HORS-AXES. CES ESSAIS ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE UNE ISOTROPIE DE COMPORTEMENT AVANT ENDOMMAGEMENT ET D'IDENTIFIER TROIS PHASES SUCCESSIVES D'ENDOMMAGEMENT. LES DOMAINES DE VALIDITE DES DIFFERENTS MODELES ONT ETE PRECISES A PARTIR D'ESSAIS DE PRESSION INTERNE ET DE TORSION SUR DES EPROUVETTES TUBULAIRES. LA GAMME DE SOLLICITATIONS CHOISIES POUR CES ESSAIS SUR TUBES A AUSSI PERMIS DE VALIDER L'ESSAI IOSIPESCU POUR L'OBTENTION DU MODULE DE CISAILLEMENT ET DE METTRE EN EVIDENCE QUE L'ENDOMMAGEMENT DE CISAILLEMENT EST FORTEMENT LIE AUX ENDOMMAGEMENTS DANS LES DIRECTIONS DES FIBRES
Author: François Bras
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ISBN: 9782110896384
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Languages : fr
Pages : 145
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La connaissance du comportement dynamique de composites stratifies sic-sic sous sollicitations dynamiques est utile pour dimensionner certaines protections balistiques. Tout d'abord, nous avons choisi, dans ce travail de modélisation et d'identification du comportement, l'échelle mésoscopique du pli orthotrope sic-sic, qui présente l'intérêt de décrire de façon relativement simple les mécanismes de dégradation dans le plan du stratifie, le délaminage n'étant pas aborde. Le comportement du pli élémentaire est étudié au moyen de la mécanique de l'endommagement, avec l'utilisation d'un endommagement retarde, qui permet une description saine de la rupture et la prise en compte des effets dynamiques. Les paramètres du comportement qui peuvent être identifies lors d'essais statiques sont détermines avant de réaliser des essais dynamiques type Hopkinson en compression et en flexion. Nous développons un outil de simulation numérique de ces essais, base sur la théorie des poutres de Timoshenko, appliquée dans un cas hétérogène et non linéaire. Un schéma d'intégration aux différences centrées y est utilise. Pour analyser l'écart existant entre les simulations avec chargement en effort ou en vitesse de la compression dynamique d'une éprouvette, nous avons créé une interface, de rigidité variable, qui montre que les simulations en vitesse y sont très sensibles, contrairement aux simulations en effort. L'effet d'un contact tridimensionnel barre-éprouvette est également étudié. Les essais de flexion mettent aussi en évidence l'influence des conditions aux limites, qui conduit notamment a effectuer une simulation hybride : en vitesse lors du contact barre-éprouvette, en effort sinon. Ainsi, la simulation permet de prévoir qualitativement l'endommagement constate expérimentalement, mais le manque de concordance des données en empêche la quantification. Les perspectives résident alors dans une simulation tridimensionnelle des essais et dans l'amélioration des essais de flexion.
Author: François Bras
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Languages : fr
Pages : 145
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La connaissance du comportement dynamique de composites stratifies sic-sic sous sollicitations dynamiques est utile pour dimensionner certaines protections balistiques. Tout d'abord, nous avons choisi, dans ce travail de modélisation et d'identification du comportement, l'échelle mésoscopique du pli orthotrope sic-sic, qui présente l'intérêt de décrire de façon relativement simple les mécanismes de dégradation dans le plan du stratifie, le délaminage n'étant pas aborde. Le comportement du pli élémentaire est étudié au moyen de la mécanique de l'endommagement, avec l'utilisation d'un endommagement retarde, qui permet une description saine de la rupture et la prise en compte des effets dynamiques. Les paramètres du comportement qui peuvent être identifies lors d'essais statiques sont détermines avant de réaliser des essais dynamiques type Hopkinson en compression et en flexion. Nous développons un outil de simulation numérique de ces essais, base sur la théorie des poutres de Timoshenko, appliquée dans un cas hétérogène et non linéaire. Un schéma d'intégration aux différences centrées y est utilise. Pour analyser l'écart existant entre les simulations avec chargement en effort ou en vitesse de la compression dynamique d'une éprouvette, nous avons créé une interface, de rigidité variable, qui montre que les simulations en vitesse y sont très sensibles, contrairement aux simulations en effort. L'effet d'un contact tridimensionnel barre-éprouvette est également étudié. Les essais de flexion mettent aussi en évidence l'influence des conditions aux limites, qui conduit notamment a effectuer une simulation hybride : en vitesse lors du contact barre-éprouvette, en effort sinon. Ainsi, la simulation permet de prévoir qualitativement l'endommagement constate expérimentalement, mais le manque de concordance des données en empêche la quantification. Les perspectives résident alors dans une simulation tridimensionnelle des essais et dans l'amélioration des essais de flexion.
Author: Alain Gasser
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ISBN: 9782110888099
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Languages : fr
Pages : 152
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Une approche générale de l'endommagement des matériaux composites céramique-céramique à fibres est présentée. Des outils de modélisation du comportement jusqu'a rupture, sous chargements complexes, ont été mis en place et appliques aux deux composites étudies (sic-sic tisse et sic-masl stratifié), en tenant compte de la différence de comportement entre traction et compression (due a l'état des fissures, ouvertes ou fermées). Des essais de traction-compression a température ambiante ont été réalises sur ces deux composites, pour différents empilements. Pour le sic-sic tisse, un premier macro-modèle isotrope a montre ses limites dans la description des réseaux de fissures et des chargements complexes. Ainsi, il a été développé un modèle a endommagement anisotrope, qui inclue deux mécanismes de fissuration: le premier prend en compte les fissures perpendiculaires a la direction principale de chargement, le second les fissures perpendiculaires a la direction des fibres. La difficulté de ce modèle se situe dans son identification: les essais uni-axiaux ne sont pas suffisants. Une méthodologie d'identification, comportant un essai biaxial, a été mise en place. Cette loi de comportement a été incluse dans un logiciel permettant de simuler le comportement du matériau sous chargements complexes (comme par exemple un essai de pression interne sur tube), et d'en déterminer les valeurs a rupture. La comparaison avec des essais biaxiaux, réalises au LCTS bordeaux, a permis de vérifier le modèle qualitativement. Le sic-masl se présentant sous forme d'un stratifié, c'est la monocouche qui a été modélisée. Ce méso-modèle comprend trois variables scalaires d'endommagement. Une homogénéisation classique de type stratifie permet de retrouver le comportement global de tous les types d'empilements. L'identification et la vérification du modèle ont été effectuées à l'aide de plusieurs de ces empilements
Author: MONSSEF.. DRISSI HABTI
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Languages : fr
Pages : 95
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LES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE CERAMIQUE RENFORCEE PAR DES FIBRES CONTINUES SONT DEVELOPPES POUR DES APPLICATIONS THERMOSTRUCTURALES. L'ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE VISE D'UNE PART A PROPOSER DES METHODES FIABLES DE DETERMINATION DES PARAMETRES MICROMECANIQUES QUI PERMETTENT L'EVALUATION DES DIFFERENTES NUANCES DU MATERIAU AU COURS DE SA PHASE DE DEVELOPPEMENT. D'AUTRE PART, ELLE A POUR OBJET LA COMPREHENSION DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT OU DE RUPTURE EN RELATION AVEC LA SOLLICITATION MECANIQUE. DANS CE MEMOIRE, NOUS AVONS PROCEDE PAR DES ESSAIS QUASI-STATIQUES EN TRACTION UNIAXIALE COUPLES A LA TECHNIQUE D'EMISSION ACOUSTIQUE POUR IDENTIFIER LES MICROMECANISMES D'ENDOMMAGEMENT ET LEUR SEQUENCE DE DECLENCHEMENT EN FONCTION DE LA CONTRAINTE DANS LE CAS DES MATERIAUX SIC-MAS.L UNIDIRECTIONNEL ET BIDIRECTIONNEL A PLIS CROISES. LE DEVELOPPEMENT DE L'ENDOMMAGEMENT A ETE EVALUE PAR LE NOMBRE DE FISSURES MATRICIELLES TRANSVERSES DANS LES PLIS LONGITUDINAUX ET CORRELE A LA DECROISSANCE DU MODULE D'ELASTICITE LONGITUDINAL. ENSUITE, DANS LE CAS DU COMPOSITE UNIDIRECTIONNEL, L'ANALYSE DE CETTE MULTIFISSURATION A PERMIS L'ESTIMATION DES PARAMETRES MICROMECANIQUES QUI DETERMINENT LE SEUIL D'ENDOMMAGEMENT DU MATERIAU ET SON EVOLUTION SOUS SOLLICITATION MECANIQUE. EN FATIGUE STATIQUE, L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT DANS LE COMPOSITE SIC-MAS.L (0/90), SUGGERE UNE SENSIBILITE DE LA MATRICE MAS.L A LA CORROSION SOUS-CONTRAINTE. LA COMPARAISON DE L'EVOLUTION DES PROPRIETES MECANIQUES AU COURS DES ESSAIS DE FATIGUE DYNAMIQUE A 1 HZ ET 10 HZ INDIQUE QUE L'EFFET DE FATIGUE DYNAMIQUE DANS CE COMPOSITE DEPEND PEU DE LA DUREE DE L'ESSAI. IL SERAIT PLUTOT DU A UNE MODIFICATION PROGRESSIVE DES PROPRIETES INTERFACIALES AU COURS DU CYCLAGE. DANS LE CAS DES MATERIAUX SIC-SIC 2D STANDARD, L'ETUDE DE LA RESISTANCE A LA PROPAGATION DE FISSURE SUR DES EPROUVETTES CT PERMET D'ACCEDER A DES VALEURS K#R FIABLES SEULEMENT POUR DES EPROUVETTES DE TAILLE W40 MM, DANS LE DOMAINE DE CROISSANCE SOUS CRITIQUE DE FISSURE
Author: Philippe Pluvinage
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Languages : fr
Pages : 260
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LE COMPORTEMENT MECANIQUE EN TENSION SUIVANT LES AXES D'ORTHOTROPIE DE MATERIAUX COMPOSITES STRATIFIES, ELABORES PAR INFILTRATION CHIMIQUE EN PHASE GAZEUSE D'UNE MATRICE DE SIC AU SEIN DE STRATES UNIDIRECTIONNELLES DE FIBRES SIC, CROISEES SELON DIFFERENTES SEQUENCES, A ETE ETUDIE EXPERIMENTALEMENT ET PAR SIMULATION NUMERIQUE. L'ETUDE EXPERIMENTALE A PERMIS (I) LA CARACTERISATION MORPHOLOGIQUE DES MATERIAUX ET EN PARTICULIER DE LA POROSITE RESIDUELLE AINSI QUE LA DESCRIPTION DES MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT PAR VISUALISATION SOUS CHARGE, (II) L'IDENTIFICATION A PARTIR D'ESSAIS MECANIQUES VARIES D'UNE LOI APPROCHANT LE COMPORTEMENT INDIVIDUEL DES STRATES ET (III) LA CARACTERISATION MECANIQUE DE DIVERS STRATIFIES A PLIS CROISES. LA MODELISATION DE CES STRATIFIES ET LA DETERMINATION NUMERIQUE DES COURBES CONTRAINTE-DEFORMATION EN TENSION, A PARTIR D'UN PROGRAMME D'ELEMENTS FINIS INTEGRANT LE COMPORTEMENT ENDOMMAGEABLE DE CHAQUE STRATE, PERMET DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES PARAMETRES D'ELABORATION DES MATERIAUX STRATIFIES SUR LEUR COMPORTEMENT MECANIQUE: SEQUENCE D'EMPILEMENT, EPAISSEUR DES STRATES, TAILLE ET FORME DES POROSITES, DENSIFICATION DE LA MATRICE, INTERPHASE FIBRE-MATRICE.
Author: Pascal Fourvel
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Languages : fr
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Book Description
L'APPLICATION DIRECTE DE LA MECANIQUE LINEAIRE ELASTIQUE DE LA RUPTURE AUX CERAMIQUES ENDOMMAGEABLES POSE DE NOMBREUX PROBLEMES TOUCHANT AUX CONCEPTS DE BASE. D'AUTRE PART LES THEORIES ANALYTIQUES PORTANT SUR LA MODELISATION DU COMPORTEMENT DE COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS NE PEUVENT PAS ETRE UTILISEES DANS LE CAS DE MATERIAUX COMPLEXES TELS LES MATERIAUX COMPOSITES A FIBRES TISSEES. CE TRAVAIL PORTE SUR L'ETUDE DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DE COMPOSITES A FIBRES TISSEES 2D. L'EXPERIENCE ACQUISE AU LABORATOIRE DANS L'ETUDE DU C-SIC NOUS A PERMIS DANS UN PREMIER TEMPS D'UTILISER DANS LE CAS DU SIC-SIC A TEMPERATURE AMBIANTE LES MODELES ENERGETIQUES PROPOSES DANS LA LITTERATURE, TENANT COMPTE DES PHENOMENES ANELASTIQUES. DANS UN SECOND TEMPS, NOUS AVONS COMPARE LE COMPORTEMENT DU SIC-SIC A L'AMBIANTE ET A HAUTE TEMPERATURE SOUS AIR. NOUS AVONS MONTRE QUE LE SIC-SIC DOIT SA HAUTE TENUE MECANIQUE AUX PROPRIETES DE L'INTERFACE QUI LAISSE GLISSER LA FIBRE DANS SA GAINE DE MATRICE, PERMETTANT DES LONGUEURS D'EXTRACTION DE FIBRES IMPORTANTES. C'EST EGALEMENT LA MODIFICATION DE CETTE INTERFACE QUI EST PRINCIPALEMENT RESPONSABLE DE LA DEGRADATION DES PROPRIETES MECANIQUES A HAUTE TEMPERATURE SOUS AIR. BIEN ENTENDU CES MATERIAUX NE SONT PAS UTILISABLES DANS CES CONDITIONS, A MOINS D'UTILISER UNE COUCHE PROTECTRICE
Author: Lionel Marcin
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
De par leur bonne tenue à l'impact, les matériaux composites tissés sont de bons candidats pour la conception de pièces aéronautiques. Toutefois, le manque de confiance dans les modèles se traduit par de lourdes campagnes expérimentales. L'augmentation de la part de simulation numérique et donc la réduction des coûts de certification passent par le développement d'outils permettant de dimensionner au plus juste les structures composites tissées à matrice organique (CMO) ou céramique (CMC). C'est dans ce cadre que s'inscrit cette thèse. Les formulations proposées par l'Onera a?n de décrire l'e?et de l'endommagement matriciel ont été adaptées et étendues pour prendre en compte les spéci?cités des matériaux de notre étude, en particulier la viscosité pour les CMO. Des essais sur pièces génériques ont été simulés et confrontés à l'expérience dans le but d'évaluer la pertinence des modèles développés. Ces comparaisons en partie validantes ont mis en évidence les limites des modèles dans le cadre de l'analyse de la tenue d'une structure présentant un gradient de contrainte. A?n d'améliorer les prévisions des simulations, les effets de la rupture progressive ont été pris en compte dans les formulations. Pour s'affranchir de la localisation numérique de l'endommagement, une approche originale de régularisation couplant modélisation non locale de l'endommagement et taux d'endommagement limité a été développée. Les confrontations essai/calcul ont mis en évidence l'apport d'une modélisation plus ?ne des mécanismes d'endommagement et de rupture sur l'étude de la tenue de la structure. Compte tenu des nombreuses sources d'incertitudes, quelle confiance accorder à la simulation ? Pour répondre à cette question, l'effet des incertitudes sur des quantités d'intérêts (contrainte à rupture) a été évalué. Par ailleurs, une analyse de sensibilité (décomposition de variance) a été entreprise pour l'étude de faisabilité d'une démarche de capitalisation. Dans l'optique d'une démarche d'analyse de la tolérance aux défauts, l'efficacité de notre approche à traiter diverses singularités (taille, forme) est démontrée. En?n, les limites de la modélisation macroscopique sont discutées.
Author: Nathalie Godin
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1786300192
Category : Science
Languages : en
Pages : 212
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Book Description
In this book, two kinds of analysis based on acoustic emission recorded during mechanical tests are investigated. In the first, individual, analysis, acoustic signature of each damage mechanism is characterized. So with a clustering method, AE signals that have similar shapes or similar features can be group together into a cluster. Afterwards, each cluster can be linked with a main damage. The second analysis is based on a global AE analysis, on the investigation of liberated energy, with a view to identify a critical point. So beyond this characteristic point, the criticality can be modeled with a power-law in order to evaluate time to failure.
