Bruit de contact pneumatique chaussée

International audienceBruit de contact pneumatique chaussé

Formulation Mixte Vitesse-Déplacement pour Viscoélasticité - Confrontation Expérimentale et Numérique

National audienceL'objectif de ce travail est de modéliser le comportement des matériaux polymère injectés sous sollicitations dynamiques par une approche monolithique. Basé sur les équations de Navier-Stokes, nous proposons une méthode des éléments finis mixtes avec une interpolation P1+/P1 utilisant le déplacement (ou la vitesse) et la pression en tant que principales variables. La technique implémentée utilise un maillage composé de triangles (2D) ou de tétraèdres (3D) [6]. Le but de cette approche est de modéliser le comportement viscoélastique des matériaux polymère où les milieux visqueux et élastiques sont mélangés en utilisant une approche multiphasique en vitesse et déplacement. L'idée de base est d'utiliser une formulation mixte (u, v, p) avec un modèle de fermeture F(du / dt,v) = 0 , où les deux champs u et v représentent les principales variables de la déformation et de la vitesse de déformation.See http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/26/75/ANNEX/r_ABQP7S30.pd

Modélisation des comportements thermomécaniques : cadre thermodynamique général et exemples

Chapitre 1 (pages 5 à 12) : Rappels de mécanique des milieux continusChapitre 2 (pages 13 à 18) : Construction du modèle "gaz parfait" Chapitre 3 (pages 19 à 32) : Eléments de thermodynamique des milieux continusChapitre 4 (pages 33 à 38) : Thermo-élasticité et élasticité linéaires Chapitre 5 (pages 39 à 44) : Visco-élasticités linéairesChapitre 6 (pages 45 à 54) : Elastoviscoplasticité et élastoplasticitéAnnexe A (pages 55 à 60) : Tenseurs euclidiensAnnexe B (pages 61 à 66) : FormulaireEngineering schoolEn guise de préambule à ce cours, le lecteur trouvera deux chapitres, soit : des rappels de Mécanique des Milieux Continus (Chapitre 1) relatifs, notamment, aux deux descriptions, équivalentes, du mouvement de tout milieu continu (celle de Lagrange et celle d'Euler); aux trois principes dits de conservation (de la masse, de la quantité de mouvement et de l'énergie, ce dernier étant plus souvent présenté comme le premier principe de la Thermodynamique), valables pour tout milieu continu; au second principe de la Thermodynamique, dans son énoncé continu;un exemple de construction d'un modèle de comportement thermo-mécanique particulier, cohérent avec les deux principes de la Thermodynamique : le modèle gaz parfaits (Chapitre 2). Au-delà de ces rappels, le but de ce cours, restreint aux seules petites déformations, estde présenter un cadre thermodynamique général dans lequel tout modèle de comportement thermomécanique doit nécessairement s'inscrire (Chapitre 3). Ce cadre est défini pour un système thermodynamique infinitésimal, i.e. un quelconque point d'un milieu continu. Les variables d'état considérées sont la température absolue, le tenseur des petites déformations et des variables (d'état) internes, dont on ne précise ni le nombre, ni le sens physique dans ce chapitre, de façon à conserver un caractère très général à la présentation. Les premier et second principes de la Thermodynamique sont formellement énoncés, ainsi que l'inégalité de Clausius-Duhem, laquelle est à vérifier systématiquement, c'est-à-dire quels que soient l'état et l'évolution du point matériel. Quelques hypothèses simplificatrices sont également formulées, dont celle qui permet de retenir la loi de Fourier pour la partie thermique de tous les modèles de comportement présentés dans la suite du Cours. Une expression très générale de l'équation de la chaleur est finalement établie, qui tient notamment compte des termes sources liés à l'évolution des variables internes;dans le cadre thermodynamique défini au Chapitre 3, d'établir les équations constitutives de quelques modèles de comportements thermomécaniques fréquemment utilisés en Mécanique des matériaux et des structures, soit, le modèle de thermo-élasticité linéaire isotrope et son approximation isotherme, i.e. le modèle d'élasticité linéaire isotrope, plus connu sous le nom de loi de Hooke (Chapitre 4); deux modèles de thermo-visco-élasticité linéaire isotrope, le premier sans variable interne, le second avec une variable interne tensorielle, soit le tenseur des déformations visqueuses (Chapitre 5); un exemple de modèle de thermo-élastoviscoplasticité, où l'écrouissage est supposé cinématique linéaire, et son approximation non visqueuse, soit un modèle de thermo-élastoplasticité (Chapitre 6).</ol

Caractérisation et analyse de tubes composites carbone / époxyde = Characterization and Analysis of Carbon Fibre / Epoxy Composite Tubes

National audienceLes propriétés mécaniques d'un matériau composite de type résine époxyde renforcée par des fibres de carbone sont déterminées par des essais sur des éprouvettes tubulaires. Trois empilements - [±15°], [±45°], et [±75°] - sont utilisés pour caractériser le comportement dans la direction des fibres, dans la direction transverse, et en cisaillement. Des essais quasi-statiques et en fluage sont effectués. Les résultats sont comparés aux approches analytiques

Etude expérimentale et phénoménologique de la rupture différée de composites pultrudés UD sous chargements permanents

International audienceLes applications structurelles des matériaux composites sont soumises à des normes de sécurité très strictes. La connaissance exacte des modes et des causes de ruptures différées est de fait de première importance. Des composites pultrudés fibre de verre / vinylester ont été étudiés sous chargements permanents. Des joncs ont été testés en flexion, torsion-flexion et flexion-compression. Ces essais ont été menés à températures ambiante et élevée (60°C). Les résultats expérimentaux montrent deux types de mode de rupture pour différent chargements : progressif et quasi-instantané. L'utilisation d'essais en torsion permet une meilleure identification du rôle de la matrice dans le phénomène de rupture différée des matériaux composites. Un modèle prenant en compte le comportement viscoélastique des résines est en cours de développement pour prédire la durée de vie des matériaux composites en chargement permanent

Rupture de matériaux mous : De l’élasticité linéaire à l’endommagement aux échelles microscopiques

Our novel experimental approach consists in studying fracture mechanics of soft materials, mainly polymer and colloidal gels, which have microstructures with large typical length scales. This increase in the microscopic length scale will consequently increase the typical size of the process zone and make its observation easier with standard microscopy techniques (optical or confocal).To do so, we designed a novel experimental device to study crack propagation in such soft materials. This experiment enables us to grow a unique crack in a controlled way in a soft specimen and to look at the crack tip at high magnification for crack velocities between 1 µm/s and 1cm/s. Working on physical polymer gels, we analysed the crack shape and crack displacement fields (using Digital Image Correlation) at large and intermediate scales for various velocities. We realized there was a separation of scales between the scale at which LEFM applies, the scale at which elastic nonlinearities emerge and the scale at which dissipation occurs. This last scale could not be investigated with the polymer gel. Recent experiments on colloidal gels, which have a microscopic length scale bigger than the one of polymer gels, show that we are able to probe damage at the microstructural scale.Notre nouvelle approche expérimentale consiste à étudier la fissuration de matériaux mous, principalement des gels polymériques et colloidaux, qui ont des tailles microstructurales micrométriques. Cette augmentation de la taille microscopique va avoir pour conséquence d’augmenter la taille de la zone de process et va rendre son observation plus facile avec des moyens standard de microscopie (à transmission et confocale).Pour se faire, nous avons mis au point un nouveau dispositif expérimental pour étudier la propagation de fissures dans des matériaux mous. Cette expérience permet de faire croître une fissure de manière contrôlée dans un échantillon mou et d’inspecter la pointe de fissure à haute résolution pour des fissures se propageant entre 1 µm/s and 1cm/s. En travaillant avec des gels de polymère physiques, nous avons analyse la forme de fissure ainsi que les champs de déplacement proches pointe (en utilisant des techniques de corrélation d’image) à petites et grandes échelles et à différentes vitesses. Nous avons montré qu’il existait une séparation d’échelles spatiales entre les échelles où l’élasticité linéaire s’applique, les échelles auxquelles les non linéarités émergent et les échelles auxquelles la dissipation se produit. Cette dernière échelle n’a pas pu être investigué dans le cas de gels polymériques. De récentes expériences sur des gels colloïdaux, ayant une longueur micro-structurale plus grande que celle des gels polymers, montre que nous sommes capables de sonder en temps réel les échelles d’endommagement lors de la fissuration

Nanocomposites à matrice polypropylène : caractérisation de l'état de dispersion et suivi de l'évolution microstructurale par rhéologie

International audienceNous avons étudié l'évolution microstructurale d'un nanocomposite à base d'argile lamellaire et de polypropylène à l'état fondu à différentes températures. La rhéométrie oscillatoire dans le régime de viscoélasticité linéaire met en évidence un matériau thixotrope. La signature rhéologique est typique d'un réseau de charges percolées avec un plateau du module élastique à faible fréquence et une contrainte seuil d'écoulement. L'évolution temporelle de la contrainte seuil montre une cinétique de structuration en deux temps. Nous montrons que le principe de superposition temps-température s'applique si les mesures aux différentes températures sont effectuées sur des échantillons ayant des microstructures similaires

Comportement des matériaux à voiles de bateau

International audienceBoat sails are aerodynamic surfaces. Their shape stability during sailing and their low weight are essential to their performance. High modulus fibres are widely used to make sails materials. Their initial mechanical properties are not always compatible with good ageing resistance. Their UV stability, flex, shock and creep resistance are limiting factors. The goal of this study is to qualify laminated sail fabric performance factors to extract ways to develop and optimise them.Les voiles de bateaux sont des surfaces portantes aérodynamiques. La stabilité de leur profil au cours des navigations et leur légèreté sont primordiales pour leur rendement. Les fibres de modules élevés sont donc largement utilisées pour la fabrication des matériaux à voiles. Ces propriétés mécaniques initiales ne sont pas toujours compatibles avec un bon vieillissement. Leur stabilité aux UV, au pliage, aux chocs et au fluage sont des facteurs limitants. Cette étude a pour objectif de qualifier les critères de performances des tissus laminés utilisés à la fabrication des voiles pour en extraire des voies de développement et d'optimisation

Interprétation probabiliste de la viscoélasticité linéaire

We study the exact class of responses to unit impulse for linear viscous systems and show that it is in one to one correspondence with the caracteristic functions of subordinator by the way of Bernstein function