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Techniques multigrilles et raffinement pour un modèle 3D efficace de milieux hétérogènes sous sollicitations de contact
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Boffy, Hugo |
| Copyright Year | 2012 |
| Abstract | Les problemes de mecanique du contact sont des problemes multi-echelles mettant en jeux de nombreux phenomenes physiques. Les premieres etudes concernant ce domaine datent de la fin du XIXeme siecle et les developpements majeurs ont ete realises au cours du XXeme siecle en parallele du besoin croissant des ingenieurs de prevoir le comportement des materiaux sous sollicitations tribologiques. L'evolution des besoins industriels et les avancees technologiques realisees dans le domaine du numerique conduisent a realiser des simulations tridimensionnelles ayant pour objectif la prediction du comportement de pieces sous sollicitations thermo-mecaniques transitoires, pour, soit alleger les structures, augmenter le niveau de sollicitations, etendre la duree de vie... Ces simulations se revelent tres souvent couteuses en termes de temps de calcul et d'espace memoire et necessitent par consequent l'utilisation de super calculateurs. Dans ce contexte, cette these propose un modele innovant base sur les techniques multigrilles avec raffinement local afin de realiser ces simulations pour des couts numeriques faibles. Ce modele est base sur les equations de Lame generalisees et l'equation de la chaleur de Fourier discretisee a l'aide des differences finies. Le systeme lineaire obtenu est resolu a l'aide de la methode iterative de Gauss-Seidel couplee avec les techniques multigrilles. Ces techniques permettent d'accelerer la convergence d'un probleme en utilisant plusieurs grilles et des operateurs de transfert. Afin de garantir une convergence optimale et de minimiser la taille memoire dans le cas de variations de proprietes importantes, des techniques numeriques de localisation et d'optimisation ont ete mises en place. Les applications visees ici sont centrees sur l'utilisation de revetements ou de materiaux innovants pour permettre les gains attendus. Des validations du modele ont ete effectuees en comparant nos resultats avec ceux issus de la litterature. Des etudes parametriques ont permis d'etudier l'influence de l'epaisseur du revetement, de la valeur du module de Young mais aussi d'une couche a gradient de propriete sur le champ de contrainte et la tenue du systeme revetement/substrat sous sollicitation de contact. Des etudes similaires ont ete conduites sous sollicitations thermiques. L'interet porte aux variations de proprietes des materiaux selon toutes les directions de l'espace a conduit a etudier l'effet de la microstructure, qui est constituee de grains ayant chacun leurs proprietes propres, sur les champs de contraintes. La mise en evidence de cet effet est explicitement montree au travers de calculs de duree de vie utilisant des descriptions statistiques de type Weibull. La dispersion observee sur les resultats est conforme aux observations experimentales. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00823694/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
