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

Substructure method for an assembly of structures invariant in one direction

International audienceThis study deals with the modeling by finite elements of an elastomeric composite structure. The main difficulties lie in the heterogeneity of the piece and in the geometrical non-linearity due to the centrifugal forces. We use the combination of two different methods of level sub-structuring. The first one is a multi-level sub-structuring method and the second is a more classical sub-structuring. After computation, the complete solution in displacement, the complete stress field and the global dumping of the structure (by an energetic method) are obtained

Analyse du comportement hyperélastique d'un tuyau en EPDM : Application pour distribuer de l'eau en irrigation

International audienceDans le domaine de l'irrigation avec des eaux usées, bon nombre de travaux portent sur les aspects sanitaires. Cependant un des verrous à la diffusion de ces techniques demeure le système d'épandage. Il doit assurer une distribution homogène et durable. En s'inspirant des dispositifs agricoles, on observe que la régulation est souvent assurée par une membrane de type élastomère. Pour cela, il nous faut comprendre le comportement des matériaux de type élastomère et de définir leurs lois de comportement. La famille des élastomères est remarquable par la multiplicité de ses propriétés mécaniques. Trois d'entre eux : l'effet Mullins, l'hystérésis et l'effet visqueux, ont été mis en évidence durant les expériences en laboratoire. Dans ces travaux, nous avons cherché à nous affranchir de ces effets pour caractériser le comportement réversible de ces matériaux. Pour cela plusieurs types d'essais de traction ont été réalisés : uniaxiale, biaxiale et équibiaxiale, afin d'identifier le comportement du matériau. / In the field of the irrigation with waste water, a lot of works concern the sanitary aspects. However one of the bolts in the distribution of these techniques remains the system of manuring. It has to assure a homogeneous and sustainable distribution. Being inspired by agricultural devices, we observe that the regulation is often guaranteed by a membrane of an elastomer type. We need to understand the behaviour of the elastomer materials and the definition of their laws of behaviour. The family of elastomers is characterized by the multiplicity of its mechanical properties. Three of them: the Mullins effect, the hysteresis and the viscous effect, were noticed during the experiments in the laboratory. In these works, we tried to disengage from these effects in order to characterize the reversible behaviour of these materials. Therefore a series of tension tests were realized in order to identify the behaviour of material: uniaxial, biaxial and equibiaxial

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

A Coupled SFM-ASCRIBE Model To Investigate the Influence of Emotions and Collective Behavior in Homogeneous and Heterogeneous Crowds

The understanding of crowd behavior dynamics holds immense significance in ensuring public safety across a range of situations, including emergency evacuations and large-scale events. Our research focuses on two primary objectives: investigating the impact of emotions on crowd movement and gaining valuable insights into collective behavior within crowds. To achieve this, we present a coupled model, incorporating an enhanced ASCRIBE model with an agent displacement model. We introduce heterogeneity into our model by incorporating specific mobility laws for different categories of panicked crowds, considering the influence of emotions on both speed and direction. Through numerical simulations, we analyze the model's parameters, observe the behavior of uniform crowds, and explore the collective dynamics within diverse crowds. By conducting comprehensive simulations and analyses, the findings from this study can contribute to the development of more effective crowd management strategies and emergency evacuation protocols

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

Une formulation du couplage thermo-chimio-mécanique, application aux matériaux élastomères chargés

Les élastomères chargés présentent un comportement dissipatif entrainant un auto-échauffement de ces matériaux sous sollicitations dynamiques. On observe un phénomène de rigidification dans les premiers cycles d'essais de fatigue. Ce phénomène s'explique par un processus de re-cuissons du matériau élastomère. Dans ce papier, nous proposons un modèle thermo-chimio-mécanique pour modéliser ce phénomène de rigidification. Notre modèle rhéologique se base sur la décomposition de la déformation en trois parties: mécanique, thermique et chimique

Une approche statistique de comportement visco-hyper-plastique pour des élastomères chargés

Cette communication présente une généralisation statistique de modèles rhéologiques étendus au cadre des grandes déformations afin de modéliser la réponses à des sollicitations complexes d'élastomères chargés. cette méthode permet le passage d'un modèle rhéologique présentant un nombre fini de branches rhéologiques en parallèle, de type Maxwell par exemple, à un nombre infini. Sont présentés des résultats expérimentaux, théoriques ainsi que l'implantation numérique du modèle obtenu

Elaboration d'un prototype de distributeur auto-régulé

Cette étude porte sur les interactions entre un fluide et une membrane hyperélastique ayant pour fonction de réguler un écoulement. Le comportement de la membrane contrainte par la pression a été simulé sous Abaqus. Ces résultats ont permis de modéliser l'écoulement (code CFD commercial) lorsque la membrane est déformée et de déterminer la loi débit/pression du dispositif. Ces développements numériques s'appuient sur la méthode des éléments finis et sur un algorithme de résolution itératif pour le couplage. Ces travaux participent à l'élaboration d'un prototype de distributeur régulé