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LE TRAVAIL DECRIT DANS LE PRESENT MEMOIRE A POUR BUT L'ETUDE PRECISE DU COUPLAGE THERMOMECANIQUE POUR LES PROBLEMES A COMPORTEMENT MATERIEL DE TYPE DISSIPATIF (ELASTOPLASTICITE, ELASTOVISCOPLASTICITE, COMPORTEMENT RIGIDE VISCOPLASTIQUE). NOUS NOUS SOMMES DONC INTERESSES A LA MODELISATION, PUIS A LA SIMULATION NUMERIQUE DE PROBLEMES ANISOTHERMES REGIS PAR LES EQUATIONS D'EQUILIBRE MECANIQUE, L'EQUATION DE LA CHALEUR ET LES EQUATIONS CONSTITUTIVES THERMOMECANIQUES ET THERMIQUES. LES PROBLEMES ANALYSES SONT NON-STATIONNAIRES ET INCLUENT DES CHARGEMENTS QUASISTATIQUES. LES EFFETS CONVECTIFS NE SONT PAS PRIS EN COMPTE NI DANS L'EQUATION DE LA CHALEUR NI DANS LES EQUATIONS DE MOUVEMENT. LE PROBLEME DE COUPLAGE THERMOMECANIQUE, POUR DES STRUCTURES 2D EST DISCRETISE, D'UNE PART SPATIALEMENT PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, ET D'AUTRE PART TEMPORELLEMENT PAR LA METHODE DES DIFFERENCES FINIES. POUR EVITER LES INCONVENIENTS NUMERIQUES INHERENTS AUX METHODES DE COUPLAGE FORT, DEUX METHODES SEQUENTIELLES QUI CONSISTENT A DECOUPLER ITERATIVEMENT LES PROBLEMES MECANIQUE ET THERMIQUE POUR LES RESOUDRE DANS UN ORDRE DONNE SONT PROPOSEES ET ETUDIEES EN DETAIL DANS LE CADRE DU PROBLEME POSE: IL S'AGIT DE LA METHODE SEQUENTIELLE ISOTHERME ET DE LA METHODE SEQUENTIELLE ISENTROPIQUE. CES DEUX METHODES DECOUPLENT LE PROBLEME COUPLE INITIAL EN DEUX SOUS PROBLEMES: ? L'UN PUREMENT MECANIQUE, ISOTHERME POUR LA PREMIERE ET ISENTROPIQUE POUR LA SECONDE, DONT LA SOLUTION FOURNIT UNE CONFIGURATION D'EQUILIBRE DONNEE. ? L'AUTRE PUREMENT THERMIQUE, DEFINI SUR LA CONFIGURATION D'EQUILIBRE DU PROBLEME MECANIQUE SUPPOSEE FIXE. APRES LA VALIDATION DES DEUX ALGORITHMES PAR DE NOMBREUX EXEMPLES ACADEMIQUES, ILS SONT UTILISES POUR LA SIMULATION NUMERIQUE D'ESSAIS THERMOMECANIQUES REPRODUISANT DES SITUATIONS RENCONTREES DANS DES PROCEDES DE MISE EN FORME DE PIECES MASSIVES. LES RESULTATS OBTENUS SONT SATISFAISANTS
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Dans ce mémoire deux principaux axes sont développés : - Dans un premier temps, on s'intéresse à la modélisation numérique du comportement thermo-mécanique des élastomères. Pour ce faire un modèle mécanique en grandes déformations est proposé et discuté. Il est basé sur les hypothèses classiques de l'état local et des matériaux standards généralisés, et s'appuie sur la notion d'états intermédiaires. On applique alors la méthode des éléments finis à ces équations. Le modèle éléments finis mécanique ainsi obtenu est alors associé, via un algorithme de couplage séquentiel à une formulation éléments finis des équations de la thermique écrites en configuration lagrangienne. Diverses simulations numériques, visant à valider d'une part le comportement écanique, et d'autre part thermo-mécanique, sont présentées et confrontées à des résultats expérimentaux. - Dans un second temps, l'objet du travail concerne la modélisation d'un assemblage de structures composites à matrise élastomère, une à une invariantes dans une direction. La forte hétérogénéité des composantes, rendant impossible la modélisation par homogénéisation périodique, contraint à user du couplage d'une technique de sous structuration classique et d'une méthode de sous structuration multiniveau. La taille des calculs oblige à adopter pour les différents constituants un comportement élastique linéaire. Cependant, une première approche d'un terme de dissipation mécanique, dans le cas de sollicitations périodiques, est proposée en vue d'une éventuel couplage thermo-mécanique
Author: Philippe Lestriez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 269
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Ce travail a pour but la mise au point d'une méthodologie de formage virtuel qui consiste à simuler numériquement tous procédés de mise en forme de pièces minces ou massives avec la prise en compte d'un couplage thermo-mécanique-endommagement. Ceci permettra de prévoir l'apparition de l'endommagement ductile au cours du formage des pièces. On pourra ainsi agir sur les paramètres technologiques pertinents du procédé afin soit de retarder cet endommagement pour obtenir des pièces saines, soit au contraire de favoriser celui-ci afin de simuler des opérations de coupe. Une formulation théorique générale du couplage " fort " thermo-élasto-visco-plastique-endommagement est introduite, prenant en compte une loi d'évolution de l'endommagement ductile isotrope. Sur le plan numérique, un soin particulier a été apporté à l'intégration locale des équations d'évolution couplées. Pour résoudre le système global couplé, deux schémas ont été utilisés : (1) un schéma itératif statique implicite associé au calcul analytique de la matrice tangente consistante, (2) un schéma dynamique explicite associé à un contrôle automatique du pas de temps. Une procédure de remaillage adaptatif en grandes déformations a été utilisée en connexion avec le code de calcul par éléments finis ABAQUS. Après une validation sur des essais de traction, une large gamme de procédés, dont certains sont issus de l'industrie, tels que le découpage de tôle, la compression de cylindres, la coupe orthogonale par enlèvement de copeaux est présentée et comparée avec des essais expérimentaux quand cela est possible. La capacité de cette méthodologie de formage virtuel à prédire correctement l'initiation et la propagation de l'endommagement en mise en forme est clairement démontrée
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A LA MODELISATION NUMERIQUE DES PHENOMENES THERMO-MECANIQUES D'UN CORPS VISCOELASTIQUE EN GRANDES DEFORMATIONS. CETTE ETUDE EST APPLIQUEE AU CAS DU MOYEU ROTOR D'UN HELICOPTERE. DANS LA PREMIERE PARTIE, NOUS ECRIVONS LES EQUATIONS DE CONSERVATION DU COUPLAGE THERMO-VISCOELASTIQUE DANS LE CADRE DES GRANDES DEFORMATIONS, EN VARIABLES DE LAGRANGE, DANS LA CONFIGURATION DE REFERENCE DU MATERIAU. L'EQUATION DE LA CHALEUR COMPORTE UN TERME SOURCE FONCTION DES GRANDEURS PHYSIQUES DECRIVANT LE COMPORTEMENT THERMO-MECANIQUE DU MATERIAU. A PARTIR DE MESURES EXPERIMENTALES, UNE EXPRESSION DE CE TERME SOURCE EST DETERMINEE PAR METHODE INVERSE SOUS LA FORME D'UNE LOI DE TYPE ARRHENIUS. DANS LA DEUXIEME PARTIE, LES EQUATIONS DE CONSERVATION DU COUPLAGE FLUIDE-STRUCTURE SONT ECRITES EN VARIABLES D'EULER. POUR PRENDRE EN COMPTE LE MOUVEMENT DU SOLIDE, NOUS METTONS EN UVRE UNE TECHNIQUE NUMERIQUE DESTINEE A LOCALISER, A CHAQUE INSTANT, LA POSITION DE L'INTERFACE FLUIDE-STRUCTURE. L'ECOULEMENT ET LES TRANSFERTS THERMIQUES AUTOUR D'UN CYLINDRE DE SECTION CARREE SONT ETUDIES. LORSQU'IL EST MOBILE, ON OBSERVE UNE AMPLIFICATION DU DETACHEMENT TOURBILLONNAIRE A L'AVAL DU CYLINDRE ET UNE VARIATION IMPORTANTE DES ECHANGES THERMIQUES A L'INTERFACE.
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Dans ce travail, nous présentons la formulation d'une théorie covariante de la plasticité et de la viscoplasticité en grandes déformations, sous une base unifiée, qui tient compte des effets d'écrouissage isotrope et cinématique, ainsi que la généralisation de ces modèles aux problèmes couplés thermomécaniques. Nous montrons, par la suite, l'intérêt principal de tels modèles pour traiter les problèmes de localisation de déformations, ainsi que les problèmes tridimensionnels rencontrés dans les applications industrielles. La formulation de tels modèles (visco)plastiques et thermo(visco)plastiques en grandes déformations, incluant la décomposition multiplicative du gradient de déformations, est effectuée dans le repère d'axes principaux, ce qui permet de séparer les effets non-linéaires géométriques des matériels. L'utilisation des axes principaux nous a aussi fourni l'idée clé pour l'introduction du modèle d'écrouissage cinématique en supposant que les variables contrôlant l'écrouissage partagent les mêmes vecteurs propres que le tenseur de déformations. De plus, cette méthodologie d'axes principaux conduit à un calcul très efficace en réduisant les calculs tensoriels en de simples calculs scalaires. En remplaçant les déformations de Green-Lagrange par des déformations logarithmiques, les équations gouvernant le calcul de l'écoulement viscoplastique deviennent formellement les mêmes que celles utilisées pour le cas des petites déformations. La résolution des problèmes couplés thermomécaniques est basée sur une procédure de résolution simultanée qui s'avère très efficace par rapport à une procédure de résolution séquentielle, que ce soit du point de vue de la stabilité de la solution dans le temps ou de la capacité à traiter des problèmes impliquant un transfert de stabilité où la connaissance du module tangent thermomécanique couplé est nécessaire pour une analyse de bifurcation. En outre, nous pallions les problèmes de blocage numérique apparentés aux limitations de quasi-incompressibilité Imposés sur le champ de déformations (visco)plastiques en enrichissant les interpolations isoparamétriques standards par des modes incompatibles. Nous exploitons aussi la méthode d'Operator Split pour éliminer un stockage secondaire associé aux modes incompatibles.
Author: Alok Sutradhar Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 3540687726 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 276
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Symmetric Galerkin Boundary Element Method presents an introduction as well as recent developments of this accurate, powerful, and versatile method. The formulation possesses the attractive feature of producing a symmetric coefficient matrix. In addition, the Galerkin approximation allows standard continuous elements to be used for evaluation of hypersingular integrals. FEATURES • Written in a form suitable for a graduate level textbook as well as a self-learning tutorial in the field. • Covers applications in two-dimensional and three-dimensional problems of potential theory and elasticity. Additional basic topics involve axisymmetry, multi-zone and interface formulations. More advanced topics include fluid flow (wave breaking over a sloping beach), non-homogeneous media, functionally graded materials (FGMs), anisotropic elasticity, error estimation, adaptivity, and fracture mechanics. • Presents integral equations as a basis for the formulation of general symmetric Galerkin boundary element methods and their corresponding numerical implementation. • Designed to convey effective unified procedures for the treatment of singular and hypersingular integrals that naturally arise in the method. Symbolic codes using Maple® for singular-type integrations are provided and discussed in detail. • The user-friendly adaptive computer code BEAN (Boundary Element ANalysis), fully written in Matlab®, is available as a companion to the text. The complete source code, including the graphical user-interface (GUI), can be downloaded from the web site http://www.ghpaulino.com/SGBEM_book. The source code can be used as the basis for building new applications, and should also function as an effective teaching tool. To facilitate the use of BEAN, a video tutorial and a library of practical examples are provided.
Author: Noel G. Barton Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 9783540402220 Category : Computers Languages : en Pages : 344
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This volume contains the proceedings of a workshop held in Melbourne, Australia, entitled "Coupling of Fluids, Structures and Waves in Aeronautics". The 22 papers deal with new computational methods for multi-disciplinary design in aeronautics. They are grouped into chapters on fluids, structures, electromagnetics, optimisation, mathematical methods and tools, and aircraft design. Several papers treat coupling of these themes in a multi-physics setting. Included is a 17-page report of a Round Table discussion entitled "Future Tools for Design and Manufacture of Innovative Products in the Aeronautics Industry", together with a summary of important themes and issues. This research promotes the advanced technologies necessary for continued development of efficient and environmentally sustainable transport systems.
Author: Jean-Marie Berthelot Publisher: Springer ISBN: 9781461268031 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 0
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Mechanical engineering, an engineering discipline borne of the needs of the in dustrial revolution, is once again asked to do its substantial share in the call for industrial renewal. The general call is urgent as we face profound issues of produc tivity and competitiveness that require engineering solutions, among others. The Mechanical Engineering Series features graduate texts and research monographs intended to address the need for information in contemporary areas of mechanical engineering. The series is conceived as a comprehensive one that covers a broad range of concentrations important to mechanical engineering graduate education and re search. We are fortunate to have a distinguished roster of consulting editors on the advisory board, each an expert in one of the areas of concentration. The names of the consulting editors are listed on the next page of this volume. The areas of concentration are applied mechanics, biomechanics, computational mechan ics, dynamic systems and control, energetics, mechanics of materials, processing, thermal science, and tribology.
Author: BERTRAND.. NGUEGANG
Author: Stéphane Méo
Author: 
Author: Philippe Lestriez
Author: Laboratoire de mécanique appliquée Raymond Chaléat
Author: GEORGES. BERARDI
Author: Lotfi Chorfi
Author: Alok Sutradhar
Author: Noel G. Barton
Author: Jean-Marie Berthelot