Une Toolbox Abaqus pour le calcul de propriétés effectives de milieux hétérogènes

National audienceSee http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/28/66/ANNEX/r_89TN22OL.pd

A micro-mechanically based continuum damage model for fatigue life prediction of filled rubbers

International audienceThis paper presents a continuum damage model based on two mechanisms: decohesion between fillers and matrix at a micro-scale followed by a crack nucleation at a macro-scale. That scenario was developed considering micro observations conduced with a SEM and an original experimental procedure based on simple shear and tension specimens. Damage accumulation is related to fatigue life using the continuum damage mechanics (CDM). The material behavior is investigated using the statistical framework introduced by Martinez et al. (2011). A Finite Element implementation is proposed and some numerical examples are provided

Finite element implementation of nearly-incompressible rheological models based on multiplicative decompositions

International audienceThe present work is concerned with the numerical integration of finite viscoelastic or viscoplastic models. A numerical integration scheme based on the definition of a flow direction and a flow amplitude as in elastoplasticity is proposed. The most original feature of this approach resides in a local correction of the direction and amplitude with a sub-stepping strategy. Comparisons with the results obtained using a classical tensorial integrator based on a Runge-Kutta-Fehlberg scheme are provided. The reliability of the present numerical scheme is investigated with three rheological models two are viscoelastic (Zener and Poynting-Thomson) and one is viscoplastic

On space-time methods based on Isogeometric analysis for structures analysis

International audienceDespite some early pioneering attempts in the 1970s and 1980s, space-time methods did not experience the same success as finite-elements combined with discrete time-integration scheme (implicit/explicit finite-differences, Newmark, HHT, etc). Since these years, the software and hardware context has changed and we propose to rediscuss the interest of these methods in the context of the Isogeometric Analysis method (IGA). We show the construction of different formulations adapted to different situations in solid mechanics: elastodynamics, viscoelasticity, thermo-mechanical coupling, etc. From representative numerical examples, we show that we can obtain promising numerical performances (optimum convergence rate, …) that make space-time methods a credible alternative to standard paradigms for structures analysis

De l’intérêt de l’analyse isogéométrique pour la simulation multi-physiques/multi-champs de structures en grandes déformations

International audienceNous explorons, dans cette communication, des formulations mutli-physiques et/ou multi-champs pour résoudre des problèmes d'élasticité ou de thermo-élasticité en grandes déformations avec une contrainte de quasi-incompressibilité telle que l'on peut en rencontrer avec des matériaux de type élastomères. Nous montrons que l'analyse isogéométrique est tout à fait pertinente dans ce cadre car elle présente à la fois de très bonnes propriétés de convergence (et donc de stabilité) et une grande souplesse d'utilisation dans le choix des espaces d'approximations des différents champs

Modélisation du comportement multi-axial d'un élastomère chargé et application à la simulation d'essais complexes sur éprouvettes lamifiés élastomère-métal

National audienceOn présente dans cette communication l'extension du modèle de Delattre [1] au cas des sol-licitations multi-axiales ainsi que son application pour la simulation d'essais de compression/cisaillement sur paliers lamifiés élastomère-métal. Le modèle est basé sur une approche purement phénoménologique en grandes transformations qui permet à la fois de traduire de l'anisotropie induite par la viscosité et de l'assouplissement dynamique en fonction de l'amplitude de sollicitation (effet Payne [2]). Des essais expérimentaux originaux sont présentés afin d'évaluer les capacités prédictives du modèle (globale et locale). Mots clés — Grandes transformations, viscosité, multi-axial. 1 Contexte Ces travaux sont le fruit d'une collaboration qui a pour objectif le développement d'outils prédictifs pour le dimensionnement de diverses pièces lamifiées élastomère-métal utilisées dans les rotor d'hélico-ptères. Ces pièces sont soumises à des sollicitations multi-axiales importantes et jouent un rôle centrale sur le plan de la sécurité de l'ensemble de l'architecture rotor. Les outils industriels standards sont peu adaptés pour simuler ce type de pièces à la fois pour des raisons liées à la complexité géométrique (fort élancement dans un contexte de faible compressibilité), aux sollicitations vues par les pièces (charge-ments dynamiques multi-axiaux avec pré-contrainte) et aux non-linéarités matérielles. Sur le plan scien-tifique on constate également qu'il y a peu (voire pas) de modèles dans la littérature qui sont capables de décrire à la fois les dépendances à la fréquence et l'amplitude de sollicitation en grandes transformations et qui soient valides dans un cadre multi-axial. On peut tout de même citer les travaux de Höfer et al. [3] qui proposent un modèle décrivant correctement les effets de la fréquence et de l'amplitude en petites transformations ou les travaux de Martinez et al. [4] qui introduisent une vision statistique de la viscosité pour les effets de la fréquence combinés à de la plasticité pour le comportement à froid et les effets de l'amplitude. Dans ce travail, le couplage thermo-mécanique est négligé et seul le comportement stabilisé et assou-pli du matériau est considéré (on néglige donc également l'effet Mullins). Pour autant le comportement est identifié à partir d'essais conduits dans une enceinte thermique avec régulation de température afin d'évaluer la dépendance des paramètres mécaniques à la température

Sur un modèle de couplage Thermo-Chimio-Mécanique pour les élastomères chargés

National audienceNous présentons dans cette communication un nouveau modèle de comportement couplé pour les élastomères chargés et dissipatifs qui prend en compte une forme d'évolution chimique du matériau. Cette évolution est activé sous sollicitations thermo-mécaniques et impacte fortement le comportement du matériau. Une implémentation éléments-finis de ce modèle est réalisée de manière à pouvoir simuler des tests thermo-mécaniques complexes

Caractérisation et modélisation d'un élastomère dissipatif: application au pré-dimensionnement de pièces lamifiées élastomère-métal

National audienceDans cette communication, on présente des essais de caractérisation réalisés sur un caoutchouc chargé. A partir de ces résultats, nous proposons un nouveau modèle de comportement capable de traduire les effets de la fréquence et de l'amplitude du chargement. Par une approche phénoménologique et en se basant sur la thermodynamique des processus irréversibles, ce modèle est développé en grandes déformations et tient compte de la contrainte de faible compressibilité

Linearized behavior of a dissipative rubber with large static preloads

International audienceThe dynamic behavior of filled rubber has been intensively studied during the last 20 years and a large number of finite strain models have been developed. However, many industrial applications involve small vibrations superimposed on large static preloads. In this specific case, the dynamic problem can be treated as a small amplitude problem near a finite strain state. In this paper, we discuss how to extend previous approaches by taking arbitrary (large) dynamic rotations into account. A general approach is proposed as well as a finite element implementation. Results show that large rotations are required in some tests, even at small dynamic amplitudes

Analyse Isogéométrique espace-temps pour le Calcul des Structures

International audienceLa méthode des éléments finis est aujourd'hui la méthode numérique la plus utilisée en mécanique. Généralement utilisée dans la discrétisation de l'espace, elle est souvent associée à une méthode de type différences finies pour la résolution en temps. Nous nous intéressons dans cette étude à appliquer un schéma de discrétisation en espace et en temps simultanément. Nous utilisons l'Analyse Isogéométrique (IGA) comme méthode de discrétisation (voir [1]) dans le but de profiter des qualités numériques de la méthode en résolution en temps. Dans ce papier, nous validons partiellement la stabilité de manière numérique des tests de convergence triviaux pour les équations de la chaleur et d'ondes en 1D, et vérifions qualitativement le potentiel de la méthode sur un modèle mécanique de viscoélasticité dynamique 1D