Lorsqu'on cherche à réduire les écarts de suivi de trajectoire, la structure de la machine est astreinte à des accélérations susceptibles d'engendrer des déformations et des vibrations d'autant plus intenses que la vitesse exigée est élevée. Le choix de la trajectoire et de la loi de mouvement n'est pas anodin car, selon les cas, on peut observer des différences substantielles d'amplitude de déformation et de vibration. Il s'agit alors de déterminer des trajectoires et des lois de mouvement réalistes, que les asservissements soient capables de suivre sans erreur de poursuite ni vibration induite. Différentes voies de génération de lois de mouvement optimisées sont présentées, avec une analyse du gain qu'elles peuvent apporter.

Cet article présente la simulation d'écoulements autour decorps en mouvement basée sur un solveur Navier-Stokes utilisant destechniques d'adaptation locale de maillage.Après une description des méthodes utilisées, une application à l'étude d'impacts sera présentée. On mettra en évidencel'intérêt de l'adaptation locale de maillage dans ce type de simulation,notamment pour la capture précise des pics de pression engendrés lors des impacts.

Cet article illustre la mise en évidence des phénomènes d’entrée liés à la valeur finiedes rayons de deux disques, l’un est tournant et l’autre est fixe. L’analyse del’écoulement est faite à partir d’une configuration des lignes de courant pariétalesinduites au voisinage d’un disque tournant en utilisant la technique de visualisation del’écoulement pariétal par dépôt électrolytique qui a donné de bons résultats dansplusieurs cas de solides en rotation. Cette méthode expérimentale a permis de montrer lesdifférents phénomènes caractérisant ce type d’écoulement tels que les effets de bord et devérifier les résultats théoriques concernant le champ des vitesses obtenues grâce à unmodèle mathématique basé sur une méthode itérative à tir corrigé. L’écoulement est de typeBatchelor : deux couches limites développées sur chaque disque, séparées par un noyau defluide tournant à 0,3 ω (ω étant la vitesse de rotationdu disque tournant).

This paper presents a ductile damage-gradient based nonlocal and fully coupledelastoplastic constitutive equations by adding a Helmholtz equation to regularize theinitial and boundary value problem (IBVP) exhibiting some damage induced softening. First,a thermodynamically-consistent formulation of gradient-regularized plasticity fullycoupled with isotropic ductile damage and accounting for mixed non linear isotropic andkinematic hardening is presented. For the sake of simplicity, only a simplified version ofthis model based on von Mises isotropic yield function and accounting for the singlenonlinear isotropic hardening is studied and implemented numerically using an in house FEcode. An additional partial differential equation governing the evolution of the nonlocalisotropic damage is added to the equilibrium equations and the associated weak formsderived to define the IBVP (initial and boundary value problem). After the time and spacediscretization, two algebraic equations: one highly nonlinear associated with theequilibrium equation and the second purely linear associated with the damage non localityequation are obtained. Over a typical load increment, the first equation is solvediteratively thanks to the Newton-Raphson scheme and the second equation is solved directlyto compute the nonlocal damage \hbox{$\Bar{{D}}$}D̅ at each node. All the constitutive equations are “strongly” affected bythis nonlocal damage variable transferred to each integration point. Some applicationsshow the ability of the proposed approach to obtain a mesh independent solution for afixed value of the length scale parameter. Comparisons between fully local and nonlocalsolutions are given.

La topographie de surface est une caractéristique à prendre en considération au même titre que la composition chimique pour décrire la fonctionnalité d'une surface. Cette topographie peut être décrite par des paramètres de rugosité d'amplitude, de fréquence ou hybrides. L'évolution de deux paramètres d'amplitude Ra et Rt en fonction de la longueur d'évaluation est ici étudiée sur un acier inoxydable de type 316L dont la surface est obtenue par polissage pour différents grades de papier. Cette étude montre l'existence de trois régimes en fonction de l'échelle d'observation des valeurs de Ra et Rt. Un premier régime où l'endommagement des surfaces ne comporte pas de loi d'échelle entre les différents grades de papier. Un régime transitoire est aussi identifié et caractérisé par un paramètre d'évaluation appelé Cut-Off qui suit une loi logarithmique en fonction de la taille de grain du papier. Enfin un troisième régime où les paramètres de rugosité suivent une parfaite loi d'échelle prouve que pour ce régime les mécanismes d'endommagement sont identiques à des échelles différentes.

L’assemblage de certaines pièces métalliques qu’on peut rencontrer dans l’industrie(nucléaire, spatiale, ...), engendre souvent un chemin de fuite qui peut laisser passer unfluide. L’étude suivante a pour objet la compréhension de la phénoménologie d’unécoulement confiné traversant le voisinage du point critique et son influence sur le débitde fuite. Ce problème d’étanchéité a été limité aux situations stationnaires etvisqueuses. Le chemin de filtration a été assimilé à un capillaire dont la paroi estmaintenue à la température critique. Une différence de pression a été imposée entre uneentrée supercritique et une sortie subcritique. L’approche phénoménologique a permis demettre en évidence la présence d’une zone de transition au passage du point critique. Danscette région de forte dilatation on a montré l’existence d’un couplage thermo-dynamique etle rôle joué par la convection thermique qui associe la conduction pour assurer letransport de chaleur. On montre que la progression du fluide vers l’extérieur est ralentiepar un effet bouchon.

Cet article présente une nouvelle approche d’optimisation multi-objectifs robuste, etmulti-niveaux, pour la conception des structures mécaniques complexes. Cette optimisationest à deux niveaux : système et élément. Le problème multi-objectifs robuste, au niveausystème, à résoudre est à quatre fonctions coût : d’une part la minimisation de la masseglobale et le déplacement en un point fixé de la structure mécanique étudiée, d’autre partla maximisation des robustesses respectivement de la masse et du déplacement alors que leproblème multi-objectifs robuste au niveau élément est à deux fonctions coût : laminimisation de la masse de l’élément et la maximisation de sa robustesse. Contrairementaux formulations existantes, cette nouvelle approche tient compte des incertitudes sur lesparamètres de conception tant au niveau système qu’au niveau élément. De plus, elle répondau partage des tâches pratiqué dans l’industrie.

This paper presents an approach for obtaining an optimized geometry for the flank of atooth by minimizing the equivalent contact stress. The stress calculation method is basedon Hertz theory. As the majority of tooth profiles are involute, the geometric variationof the flank of the tooth is achieved variationally relative to the involute profile. Theoptimum profile is obtained by Monte Carlo simulation. During this optimization, apolynomial expression of the tooth geometry is used. The parameters influencing thesimulation are the four characteristic contact points. The approach presented has beenapplied in a representative case. A study of the geometric sensitivity was conducted onthe optimized tooth profile. Two different approaches were considered: by Monte Carlosimulation and analytical propagation. The robust and linear nature of the behavior of thetooth profile was demonstrated when it was subjected to geometric variations.

Les recherches autour des céramiques techniques connaissent récemment un regain d'intérêt. Les travaux se concentrent sur l'amélioration des propriétés intrinsèques de ces matériaux en vue de leur utilisation dans différents domaines de l'industrie (mécanique, thermique,...). Les procédés de synthèse de nanopoudre jouent un rôle important dans la production de tels matériaux à grande valeur ajoutée. Nous nous intéressons plus particulièrement à la synthèse des nanopoudres par pyrolyse laser. Dans ce travail, on montre la nécessité d'une prise en compte globale de l'ensemble de l'enceinte et des écoulements pour une meilleure description des processus de synthèse et de collecte de nanopoudres.

This paper considers the effect of the damage caused by transverse stresses due to a low velocity impact loading on composite plates. The dynamic response of a plate is calculated using the modal superposition technique based on the classical plate theory of sandwich plates (stratified) taking into account transverse shear effects. An indentation law, based on the Hertz theory and verified experimentally, governs the behavior of the plate subsequent to impact. The numerical time integration scheme is used to calculate the contact force at any instant by combining the indentation and the dynamic response of the structure. The obtained results show a good correlation between the shock results and their prediction. This method is equally applied to the contact force as well as to the deformation of the plate. The simulation permits a parametric study of the structure dimensions and the material properties on the global behavior of the plate.

Le contrôle des écoulements est à la base des travaux de développement en aérodynamique automobile. L'objectif à moyen terme est d'obtenir des systèmes de contrôle réactif où l'actionneur agit en fonction de l'état de l'écoulement. Ce type de contrôle implique la mise en place d'un actionneur, d'un capteur et d'une loi de commande les reliant l'un à l'autre. Cet article constitue un état de l'art sur les stratégies de commande envisageables. Il propose un classement théorique des différents schémas utilisés dans la littérature. Les commandes en boucles fermées sont plus particulièrement développées. Elles peuvent se décliner autour de 2 types de schémas : les boucles fermées simples où des mesures de l'écoulement prises en aval de l'actionneur sont utilisées dans la loi de commande ou des boucles fermées de type prédicteur/correcteur comme les schémas adaptatifs ou les schémas issus de la théorie du contrôle optimal. Pour chaque schéma de contrôle, les concepts mathématiques et algorithmiques sont évoqués et des résultats bibliographiques sont présentés. La pertinence de ces schémas pour le secteur automobile est ensuite discutée.

Cette étude explore l'utilisation des techniques de Machine Learning pour la classification de l'état d'outils en usinage. Une analyse spectrale singulière (ASS) pseudo-locale des signaux vibratoires relevés sur le porte-outil, couplée à un filtrage passe-bande a permis la définition et la mise en évidence d'indicateurs très sensibles à l'évolution de l'état de l'outil. Ces indicateurs sont définis à partir des sommes des raies spectrales des signaux reconstruits par ASS et de leurs résidus, dans des gammes de fréquence judicieusement choisies. Les taux de reconnaissance de l'usure sont très bons et dépassent les 80 %. Cette étude met en évidence deux aspects importants : la forte richesse en information des composantes hautes fréquences des signaux vibratoires et la possibilité de s'affranchir du bruit inutile par la combinaison de l'ASS et d'un filtrage passe-bande.

Le présent article propose une étude du comportement dynamique d'une structure représentative d'un réacteur nucléaire, soumis à unesollicitation de type choc, avec prise en compte des effets d'interaction fluide/structure. L'étude se place dans le contexte général de l'analyse vibratoirede systèmes linéaires, pour lesquels les méthodes d'analyse sont bien formalisées. L'utilisation de ces méthodes dans le contexte de problèmes couplés fluide/structureest étudiée dans cet article. Du point de vue méthodologique, une formalisation de la prise en compte des notions d'énergie de déformation et de massesmodales élasto-acoustiques est prise en compte. Du point de vue industriel, les effets de couplage élasto-acoustique sont évalués et leur influence sur la réponse au choc du systèmeétudié sont mis en évidence. L'analyse dynamique du système est réalisée en mettant en œuvre une approche temporelle, spectrale et statique. Les résultats de calculpour différents cas d'étude et différentes méthodes sont présentés, analysés et comparés : la méthode de calcul la plus appropriée au problème posé est la méthodespectrale avec recombinaison quadratique. Du point de vue numérique, la méthode de discrétisation utilisée repose sur une approche éléments-finis exploitant le caractèreaxi-symétrique du problème avec une représentation des inconnues du problème en série de Fourier. La modélisation du problème couplé est réalisée en formulationsymétrique écrite en pression/déplacement après élimination des degrés de liberté en potentiel des déplacements fluide. Le code éléments-finis mis en œuvre dans MATLABpour cette étude spécifique permet de disposer d'un cas de référence pour la validation du développement de la formulation (u, p, φ) dans le code decalcul généraliste Ansys.

Dans cet article, nous présentons une analyse théorique et numérique des problèmesélastoplastiques incrémentaux basés sur la méthode des éléments-finis (MEF) et l’analysenumérique. L’étude est faite sur un matériau élastoplastique parfait obéissant au critèrede von Mises. Le contact avec frottement sec de Coulomb à l’interface outil-pièce est prisen compte et formulé par la méthode du matériau standard implicite (MSI), proposée par DeSaxcé et al., ce qui conduit à un seul principe variationnel de minimum en déplacementpour lequel le contact et le frottement sont couplés dans la fonction bipotentiel nondifférentiable en certains points. En vue de contourner cette difficulté nous proposonsd’utiliser soit la méthode de régularisation soit le lagrangien augmenté avec l’algorithmede projection d’Uzawa. Par contre le problème de couplage est résolu par l’utilisationd’une procédure itérative basée sur la méthode du point fixe.

Dans le cadre de la prévision par une approche multiéchelles de l’évolution de la courbede transition ductile/fragile des aciers de cuves des centrales nucléaires en fonction del’irradiation, on commence par tenter de reproduire le comportement mécanique à bassetempérature de ces matériaux à l’échelle de l’agrégat. Partant d’une analyse des résultatsnumériques obtenus par dynamique des dislocations discrètes dans ce régime de température,une nouvelle loi de comportement en plasticité cristalline est donc proposée avec unminimum de paramètres ajustables sur résultats macroscopiques.

Cet article présente une nouvelle approche de type frontale permettant de générer un maillage hybride 3D en simulation de réservoirs pétroliers. Le maillage épouse les directions des écoulements aux abords des puits et permet d'atteindre une meilleure précision dans les calculs numériques. On insère dans le maillage structuré hexaédrique du réservoir un maillage local, radial et structuré autour de chaque puits. Des maillages déstructurés polyédriques, fondés sur les diagrammes de puissance, assurent la transition entre les maillages structurés.

In this study, numerical models based on finite-element method are developed for severalapplications of fracture mechanics. The use of cracked specimens formed by differentmaterial properties has allowed us to analyse the effect of the crack position to theinterface and to have a well understanding of mismatch effect for the case of mixed modeof fracture. In other hand, we have noticed that it is very interesting to see the effectof the interface position and loading for the case of symmetrically cracked ring specimenunder compression loading.

Vibration analysis is the most widely used tool in industrial application for machine’shealth condition assessment. Bearings, however, are very sensitive and require specialattention. Vibration analysis employs various signal processing methods such as spectralanalysis, time-scale, time frequency analysis, etc. these methods are used to analyzebearings’ vibratory behavior by monitoring the evolution of statisticalindicators.However, diagnosing the bearing depending on traditional features only isn’tsufficient to assure effective or reliable assessment of the component’ health condition.This paper proposes a multi-features online dynamic classification as a new method forfault detection and health condition monitoring for bearings; this technique uses multiplefeatures, including traditional features extracted from the raw signal, two specialfeatures extracted by wavelet analysis, the spectral kurtosis, coupled with a nonlinearprincipal component analysis and a dynamic classification to capitalize on the hiddeninformation in the time evolution of the features.Through this article, we introducedifferent measures and techniques used to characterize the health state of rolling, thenwe deploy a methodology using dynamic classification to detect early defect. To ensure analmost continuous surveillance, this methodology is based on a real-time analysis, anduses specific statistical indicators adapted to the experimental bench. Then, themonitoring of the degradation is achieved through the resulting class of the state ofdegradation. New parameters such as the speed of the class, the position of the class, theshape of the class will be discussed to inform the state of damage. The suggestedmethodology is validated by analyzing several fatigue tests from a fatigue bench bearingthrust ball referenced SNR51207.

La modélisation de la mise en forme des structures souples présente un outil précieux d'aide à la conception. Elle permet d'étudier la faisabilité du procédé de fabrication ainsi que la prédiction des défauts qui puissent être générés. Cependant, il est nécessaire d'avoir une connaissance du comportement mécanique de la structure. Une modélisation du comportement mécanique des étoffes souples est présentée. L'identification des paramètres du modèle s'appuie sur des essais de traction uni-axiale. Une méthode d'identification par approche inverse basée sur des algorithmes d'optimisation est proposée. Des simulations de mise en forme par emboutissage avec remaillage adaptatif sont étudiées dans cet article.