Étude et modélisation des transferts thermiques lors de la solidification de pièces injectées en polymère semi-cristallin chargé de fibres PDF Download
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Author: Ronan Le Goff Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 352
Book Description
Un des enjeux majeurs de la simulation du procédé d’injection est la prédiction des retraits et des déformations dans la phase de maintien et dans la phase de refroidissement des pièces. Ce travail de thèse s’est inscrit dans ce contexte avec pour objectif de mieux comprendre les phénomènes thermiques régissant la solidification de pièces injectées en polymère semi-cristallin chargé de fibres de verre .En effet, la cristallisation de ce type de matériaux est une réaction exothermique et ce changement d’état influence fortement les propriétés thermiques des matériaux ainsi que les conditions aux parois. Dans cette optique, la caractérisation et la modélisation des propriétés thermiques des matériaux étudiés ont été effectuées. La conductivité thermique a fait l’objet d’une analyse approfondie à travers la validation d’un modèle de prédiction prenant en compte l’anisotropie induite par l’orientation des fibres. Une étude expérimentale a également permis de valider les modèles thermiques de cristallisation et de transfert. Enfin, l’effet de la cristallisation sur les transferts de chaleur a été mis en évidence, d’une part dans des conditions de refroidissement rapide sans cisaillement et, d’autre part dans des conditions industrielles. Les conditions d’interface ont été analysées notamment grâce notamment à l’évaluation d’une résistance thermique de contact.
Author: Ronan Le Goff Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 352
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Un des enjeux majeurs de la simulation du procédé d’injection est la prédiction des retraits et des déformations dans la phase de maintien et dans la phase de refroidissement des pièces. Ce travail de thèse s’est inscrit dans ce contexte avec pour objectif de mieux comprendre les phénomènes thermiques régissant la solidification de pièces injectées en polymère semi-cristallin chargé de fibres de verre .En effet, la cristallisation de ce type de matériaux est une réaction exothermique et ce changement d’état influence fortement les propriétés thermiques des matériaux ainsi que les conditions aux parois. Dans cette optique, la caractérisation et la modélisation des propriétés thermiques des matériaux étudiés ont été effectuées. La conductivité thermique a fait l’objet d’une analyse approfondie à travers la validation d’un modèle de prédiction prenant en compte l’anisotropie induite par l’orientation des fibres. Une étude expérimentale a également permis de valider les modèles thermiques de cristallisation et de transfert. Enfin, l’effet de la cristallisation sur les transferts de chaleur a été mis en évidence, d’une part dans des conditions de refroidissement rapide sans cisaillement et, d’autre part dans des conditions industrielles. Les conditions d’interface ont été analysées notamment grâce notamment à l’évaluation d’une résistance thermique de contact.
Author: Nicolas Boyard Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1848217617 Category : Science Languages : en Pages : 464
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This book addresses general information, good practices and examples about thermo-physical properties, thermo-kinetic and thermo-mechanical couplings, instrumentation in thermal science, thermal optimization and infrared radiation.
Author: Elías Cueto Publisher: American Inst. of Physics ISBN: 9780735404144 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 776
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This book contains papers presented at the 10th Annual ESAFORM Conference, which covers the multitude of disciplines related to material forming. This year's conference features for the first time an ECCOMAS Thematic conference devoted to new advanced numerical strategies in forming simulation, which has been traditionally one of the mini-symposia of the conference.
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L'objectif de cette thèse est d'analyser le couplage entre les transferts thermiques et la cinétique de cristallisation lors de la solidification d'un polymère semi-cristallin, le polypropylène. Nous avons choisi d'effectuer cette analyse pour différents domaines de vitesse de refroidissement. Tout d'abord, nous considérons des vitesses modérées comparables à celles qui prévalent dans l'appareil de caractérisation des cinétiques de cristallisation (DSC). Nous abordons ensuite le cas de vitesses importantes qui sont celles du procédé d'injection où le polymère chaud est mis en contact brusque avec le moule froid. Après avoir brièvement décrit les polymères, leur procédé de mise en forme et les cinétiques de cristallisation, nous présentons les limites de la caractérisation de la cinétique par DSC. Le deuxième chapitre s'applique à la mise en oeuvre expérimentale et à la modélisation du couplage des transferts thermiques avec une cinétique de cristallisation pour les deux configurations que nous avons retenues dans lesquelles les transferts de chaleur sont 1-D...
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Une description précise des transferts de chaleurs est indispensable dans la simulation et l'optimisation de procédés, la qualité des pièces thermoplastiques semi-cristallines étant fortement liée à l'histoire thermique pendant la mise en forme. Cela requiert de connaître précisément les propriétés thermophysiques du polymère pour obtenir des résultats fiables. L’objectif de ce travail est de développer des dispositifs expérimentaux associés à des méthodes d’identifications afin de mesurer les propriétés thermiques et la cinétique de cristallisation du polymère dans les conditions de mise en oeuvre. Une première étude expérimentale a permis de mettre au point un protocole de mesure et d’identification des propriétés thermiques ainsi que la cinétique de cristallisation de polypropylène par méthodes inverses sous faible pression et à faible vitesse de refroidissement. En parallèle, un nouvel appareil PvT fonctionnant jusqu’à 400°C et 200 MPa a été conçu et validé expérimentalement. La conductivité thermique et la cinétique de cristallisation ont été mesurées sous forte vitesse de refroidissement et sous forte pression. Un capteur de luminance combinant une fibre optique et un photodétecteur a été installé sur un banc expérimental du laboratoire pour mesurer la température de surface d'un polypropylène et ainsi identifier sa cinétique de cristallisation en refroidissement très rapide. Le capteur a ainsi été calibré et validées expérimentalement. La dernière partie traite du procédé d’injection thermoplastique en présentant une méthodologie d’identification de la cinétique de cristallisation à partir de la mesure de pression.
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NOTRE ETUDE PORTE PRINCIPALEMENT SUR LA SIMULATION NUMERIQUE DE LA SOLIDIFICATION DES ALLIAGES DE FONDERIE, LA MODELISATION ET LA VALIDATION EXPERIMENTALE TENANT COMPTE DES ECHANGES THERMIQUES PAR CONDUCTION ET CONVECTION. NOTRE OBJECTIF EST LA MISE AU POINT D'UN OUTIL INFORMATIQUE DE LABORATOIRE PERMETTANT DE CARACTERISER L'INFLUENCE DE LA CONVECTION NATURELLE DANS LE PROCESSUS DE SOLIDIFICATION. LA FORMULATION DU PROBLEME DANS LE PLAN A CONDUIT A L'ECRITURE DES EQUATIONS COUPLEES DE LA THERMIQUE ET DE LA MECANIQUE DES FLUIDES DANS LES DIFFERENTES ZONES, AINSI QU'AU CHOIX DES HYPOTHESES NECESSAIRES. LA RESOLUTION NUMERIQUE DE CES EQUATIONS A NECESSITE LE CHOIX D'UNE METHODE DE CALCUL, CELLE DES VOLUMES FINIS A ETE RETENUE. NOUS AVONS ENTREPRIS LA PROGRAMMATION DE L'ALGORITHME DE RESOLUTION DES EQUATIONS. DANS UN PREMIER TEMPS, SUIVANT UN SCHEMA OU LES DIFFERENTES VARIABLES SONT CALCULEES SUR UN MEME MAILLAGE. LA DETERMINATION DES CONDITIONS AUX LIMITES EN PRESSION ET SURTOUT LEUR SUIVI LORS DE L'EVOLUTION DE LA FRONTIERE SOLIDE-LIQUIDE ONT POSE QUELQUES DIFFICULTES. A PARTIR DE LA, NOUS AVONS PROGRAMME UN ALGORITHME QUI PERMET DE CALCULER LES TEMPERATURES ET PRESSIONS SUR UN MAILLAGE PRINCIPAL, ET LES VITESSES SUR DES MAILLAGES DECALES, TOUT EN CONSIDERANT UN ECOULEMENT LAMINAIRE DANS LA PARTIE LIQUIDE ET DE DARCY DANS LA ZONE PATEUSE. LA RESOLUTION EST EFFECTUEE SUIVANT UNE PROCEDURE IMPLICITE ITERATIVE. UNE ETUDE COMPARATIVE A ETE EFFECTUEE ENTRE NOS RESULTATS ET CEUX DE MEYER POUR L'ALUMINIUM ET D'OHNAKA POUR L'ACIER. NOUS NOUS SOMMES AUSSI INTERESSES A L'INFLUENCE DE LA CONVECTION, SUR DES PIECES EN FONTE G.S. COULEES DANS UN MOULE EN SABLE. LA VALIDATION EXPERIMENTALE EST DELICATE, DU FAIT DES TEMPERATURES DE SOLIDIFICATION DE LA FONTE. LES MESURES CARACTERISANT LE MOUVEMENT DU FLUIDE SONT INACCESSIBLES. SEULES, LES TEMPERATURES SONT COLLECTEES EN CERTAINS POINTS ET COMPARES AUX TEMPERATURES CALCULEES
Author: Dihya Mezi Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Les polymères chargés de fibres sont utilisés dans l'impression 3D pour améliorer les propriétés mécaniques des pièces finales. Le filament chargé de fibres est extrudé et ensuite déposé. La distribution d'orientation des fibres a un effet direct sur les propriétés mécaniques du produit. Le projet de cette thèse vise à comprendre le comportement et déterminer l'état d'orientation de fibres dans le procédé d'impression 3D. Le matériau choisi est un PA12 chargé de fibres de carbone. Des travaux expérimentaux ont été réalisés afin de comprendre le comportement du composite imprimé et l'influence des paramètres de mise en forme. Les résultats des propriétés mécaniques sont comparés aux résultats des pièces injectées et ont montré des valeurs comparables entre les deux procédés. Cela revient à dire que le comportement des composites dépend à la fois du procédé de mise en forme et aussi de l'état d'orientation des fibres. Afin de comprendre cet état d'orientation des fibres dans la pièce imprimée, il est important de comprendre l'interaction entre l'écoulement et la dynamique des fibres. Cette thèse offre des modèles numériques qui permettent de prédire ces états d'orientation en utilisant des modèles qui décrivent le mouvement des fibres dans un écoulement fluide. Ce travail s'intéresse à la distribution d'orientation des fibres à la sortie d'une buse d'imprimante 3D et à son effet sur la forme de la surface libre. Une première simulation sert à valider l'implémentation numérique du modèle du gonflement avec un écoulement d'un fluide newtonien et par la suite l'ajout de la dynamique d'orientation des fibres est considéré. Ce travail présente des modèles de prédiction d'orientation des fibres avec des approximations de fermeture et en utilisant la fonction de distribution. Les résultats du calcul permettent d'étudier l'orientation des fibres à la sortie de la buse de l'imprimante et l'effet du modèle couplé sur la forme finale de la surface libre.
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En plasturgie, la maîtrise de la régulation thermique des outillages apparaît aujourd’hui comme une des composantes essentielles de l’amélioration de la productivité des procédés et de la qualité des produits. S’inscrivant dans le contexte du développement d’outils numériques dédiés à l’optimisation de la « fonction refroidissement » des outillages, ce travail répond à deux besoins. Le premier est la nécessité de disposer d’un modèle précis du comportement thermique des polymères semi-cristallins au cours du refroidissement et de l’influence de cette phase sur la microstructure du matériau, conditionnant ses propriétés finales. Un modèle numérique de la cristallisation d’un polymère soumis à un écoulement anisotherme est développé. Le 1er invariant du tenseur des extra-contraintes, représentative du comportement rhéologique viscoélastique du matériau, est considérée comme la force motrice d’une germination additionnelle s’ajoutant à la germination induite par la thermique. La croissance de ces germes est décrite par deux systèmes d’équations de Schneider. Le modèle est ensuite appliqué la cristallisation d’un polypropylène isotactique dans un écoulement de cisaillement (écoulement de Couette). Les effets thermiques et rhéologiques sur la cristallisation sont alors quantifiés en termes d’accélération de la cinétique et de répartition morphologique finale (type, densité et tailles moyennes des cristallites). D’autre part, l’optimisation des performances thermiques des outillages fait appel à des techniques de mesure du transfert de chaleur précises, fiables et adaptées aux contraintes du procédé, dans le but d’alimenter et de valider les simulations numériques. Une technologie innovante d’instrumentation thermique est mise en œuvre sur un moule d’injection, sous forme d’un insert fluxmétrique, afin d’évaluer localement les transferts de chaleur entre le polymère et l’outillage. L’influence des conditions d’injection sur la réponse du capteur est analysée. Les « signatures thermiques » du procédé ainsi obtenues permettent de valider un modèle simplifié des transferts thermiques lors de la phase de refroidissement.
Author: International Atomic Energy Agency Publisher: International Atomic Energy Agency ISBN: 9789201063205 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 72
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This publication results from a technical meeting on phenomenology and technologies relevant to in-vessel melt retention (IVMR) and ex-vessel corium cooling (EVCC). The purpose of the publication is to capture the state of knowledge, at the time of that meeting, related to phenomenology and technologies as well as the challenges and pending issues relevant to IVMR and EVCC for water cooled reactors by summarizing the information provided by the meeting participants in a form useful to practitioners in Member States.
Author: Ronan Le Goff
Author: Ronan Le Goff
Author: Nicolas Boyard
Author: Elías Cueto
Author: Géraldine Poutot
Author: Xavier Tardif
Author: MOHAMED YOUSSEF.. DRISSY
Author: Dihya Mezi
Author: Matthieu Zinet
Author: International Atomic Energy Agency