Dans cet article, nous allons présenter les résultats d'une étude comparative des caractéristiques mécaniques de boulons en acier 42CrMo4 de fabrication standard et spéciale. Cette étude porte principalement sur l'influence de la chronologie des phases de fabrication des vis sur les caractéristiques mécaniques statiques et en fatigue. Cette chronologie concerne le traitement thermique et le roulage à froid. Si aucune influence n'est visible sur la tenue statique des boulons, l'influence sur la tenue en fatigue est très importante. Par ailleurs, indépendamment du type de fabrication, nous avons remarqué que les zones de rupture sont différentes selon que l'on procède à un essai statique ou à un essai de fatigue. Dans le premier cas, la rupture a lieu dans la longueur filetée libre de prise avec l'écrou tandis qu'en fatigue, la rupture a lieu au niveau du premier filet en prise avec l'écrou. Ces différences de comportement observées expérimentalement sont corroborées par des simulations par la méthode des éléments-finis que nous avons mises en œuvre dans le cadre d'un travail sur la tenue en service des assemblages boulonnés.

Ce travail a pour but l’étude du comportement dynamique d’un problème d’interactionfluide-structure. Pour cela, on utilise une méthode semi-analytique basée sur laprojection modale. Les résultats obtenus seront comparés avec une solution numérique,obtenue à l’aide du logiciel Comsol Multiphysics. Le problème étudié estissu d’un dispositif expérimental développé en (Hault-Dubrulle, 2007, Thèse de doctorat).On calcule certains paramètres dynamiques afin de quantifier la séverité d’un choc.

Dans la maintenance conditionnelle de composants mécaniques par analyse vibratoire, on distingue deux types d'analyses qui sont nécessaires pour l'obtention d'un diagnostic fiable. La première analyse réside dans la détection de défauts potentiels et il existe actuellement différentes méthodes abouties basées sur le traitement des signaux vibratoires permettant la localisation d'un défaut. On peut citer parmi ces méthodes l'analyse spectrale (à résolution constante (RC) ou à pourcentage de bandes constant (PBC)), l'analyse d'enveloppe, l'analyse cepstrale, l'analyse temps-fréquences ou l'analyse temps-échelles (ondelettes). La seconde analyse s'intéresse quant à elle à la détermination et l'évaluation de la sévérité d'un défaut détecté pour estimer l'influence de ce défaut sur le fonctionnement d'un mécanisme. Les indicateurs vibratoires, qui permettent de pouvoir corréler la sévérité d'un défaut à sa signature vibratoire, sont des indicateurs dits globaux qui sont basés sur l'analyse statistique d'un signal temporel. Cependant, les signaux issus de capteurs accélérométriques sont le résultat d'un mélange de sources de vibrations, sources pouvant être attribuées à un ou plusieurs défauts et sont généralement pollués par du bruit. Ce travail présente les trois principales méthodes de débruitage et l'étude de leur influence sur les paramètres scalaires (kurtosis, facteur crête) et ce dans le cadre de la détection de défauts de type écaillage de roulements.

Turbochargers are widely used in Diesel engines as a means of increasing the output power. Most of them are fitted with radial or mixed flow turbines. In applications where high boost pressure is required, radial turbines are replaced with mixed flow turbines with positive rotor inlet blade angle so that they can achieve a maximum efficiency at a lower value of blade speed to isentropic expansion velocity ratio than the usual 0.7 (for radial turbines). This study, performed with the ICEM and CFX softwares of ANSYS, presents a numerical performance prediction of a mixed flow turbine for a wide range of rotational speeds and pressure ratios. The influence of the clearance between the rotor tip blades and the casing on the turbine performances is also investigated. A simulation of the turbine under pulsed inlet flow conditions is also presented.

We discuss, in this paper, a common flux-free method for the computation of strict errorbounds for linear and nonlinear finite-element computations. In the linear case, the errorbounds are on the energy norm of the error, while, in the nonlinear case, the concept oferror in constitutive relation is used. In both cases, the error bounds are strict in thesense that they refer to the exact solution of the continuous equations, rather than tosome FE computation over a refined mesh. For both linear and nonlinear solid mechanics,this method is based on the computation of a statically admissible stress field, which isperformed as a series of local problems on patches of elements. There is no requirement tosolve a previous problem of flux equilibration globally, as happens with othermethods.

Un montage d'usinage est un outillage indispensable pour fixer la pièce solidement à la bonne position dans l'espace de travail de la machine outil. La conception du montage d'usinage joue un rôle important pour obtenir une pièce usinée de bonne qualité. Nous avons déjà formalisé les connaissances sur les prises de pièce de manière à pouvoir les gérer tout au long du processus de conception de la gamme d'usinage. Maintenant nous nous intéressons à la conception du montage d'usinage de manière à passer du modèle prise de pièce retenu à la solution technologique qui sera utilisée sur le poste de travail. Cet article aborde le problème de conception du montage d'usinage modulaire du point de vue technologique dans sa globalité ; c'est-à-dire le choix et le placement des éléments technologiques en tenant compte de toutes les contraintes de qualité, d'accessibilité et de comportement mécanique du système pièce-montage d'usinage-outil de coupe durant l'usinage.

Hydrodynamic dispersion is a key controlling factor of solute transport in heterogeneousporous media. It critically depends on dimensionality. The asymptotic macrodispersion,transverse to the mean velocity direction, vanishes only in 2D and not in 3D. Using theclassical Gaussian correlated permeability fields with a lognormal distribution ofvariance σY2, thelongitudinal and transverse dispersivities are determined numerically as a function ofheterogeneity and dimensionality. We show that the transverse macrodispersion steeplyincreases with σY2 underlyingthe essential role of flow lines braiding, a mechanism specific to 3D systems. Thetransverse macrodispersion remains however at least two orders of magnitude smaller thanthe longitudinal macrodispersion, which increases even more steeply withσY2. At moderateto high levels of heterogeneity, the transverse macrodispersion also converges much fasterto its asymptotic regime than do the longitudinal macrodispersion. Braiding cannot be thustaken as the sole mechanism responsible for the high longitudinal macrodispersions. Itcould be either supplemented or superseded by stronger velocity correlations in 3D than in2D. This assumption is supported by the much larger longitudinal macrodispersions obtainedin 3D than in 2D, up to a factor of 7 for σY2 = 7.56.

La méthodologie proposée pour l’étude du comportement de matériaux cellulaires soussollicitation dynamique est abordée par une approche multi-échelles. Le comportement desmousses polymères étudiées dépend du matériau constitutif, et de sa structure poreuse.L’approche développée consiste à proposer des moyens expérimentaux qui permettentd’imposer des sollicitations dynamiques sur ces matériaux afin de mesurer leurs réponsesmacroscopiques (pour l’identification de modèles de comportement) et d’identifier aussi laréponse de la structure de ces mousses à des échelles plus fines. L’objectif est ensuitede proposer une modélisation numérique capable de reproduire les phénomènes observés à ceséchelles et de remonter au comportement macroscopique. Des méthodes et des techniquesexpérimentales de caractérisation ont donc été développées aux différentes échelles pouridentifier le comportement macroscopique du matériau cellulaire. Les résultats obtenus àl’échelle macroscopique constituent une base de données indispensable pourl’identification de lois de comportement implémentées dans les dernières versions descodes de calcul éléments-finis. Cet article présente les moyens expérimentaux développéset les résultats des essais obtenus à l’échelle macroscopique.

The present study is devoted to the development and validation of a non-linear homogenizationapproach of the mechanical behavior of Callovo-Oxfordian argillites. The material is modelled as an heterogeneous one composed of an elastoplastic clay matrix and of linear elastic or elastic damage inclusions. The macroscopic constitutive law is obtained by adapting the Hill-type incremental method [1]. The approach consists in formulating the macroscopic tangent operator of the material from the non-linearlocal behavior of its phases. Due to the matrix/inclusion morphology of the microstructure of the argillites, a Mori-Tanaka scheme is considered for the localization step. The developed model is first compared to Finite-Elements calculations and then validated and applied for the prediction of the macroscopic stress-strain responses of argillites.

The paper presents the experimental work developed by the authors for the identification of rotordynamic coefficients of air bearings. Air bearings work at very high rotation speeds and are known to have nonlinear dynamic characteristics depending at least on the excitation frequency. The paper presents two very similar test rigs, the testing procedure and the algorithm for identifying the rotordynamic coefficients. The test rigs consist of a rigid rotor guided by fixed bearings and driven by a spindle. The dynamic loads are applied by two orthogonally mounted shakers applying two linear independent excitations. Two air bearings are analysed in the present paper. The test procedure is first developed for a simple circular bearing with easily predictable dynamic characteristics. Its rotordynamic coefficients are identified by using a least square procedure based on rational functions. The coefficients are compared to theoretical results in order to underline the limits of the identification algorithm. The procedure is next applied to a first generation foil bearing. Rotordynamic coefficients are presented for different working conditions (static loads and rotation speeds) and are discussed comparing them to circular air bearings.

La crise d'ébullition est une transition entre deux régimes d'ébullition :ébullition nucléée (la bulle se forme sur la surface chauffante) et ébullition en film (la surface chauffanteest couverte par un film continu de vapeur séparant la surface chauffante du liquide). Dans cettecommunication, nous présentons un modèle physique de la crise d'ébullition basé sur le concept de recul devapeur. Nos simulations numériques de croissance thermiquement contrôlée montrent comment une bulle attachéeà la surface chauffante commence soudainement à s'y étaler, formant le germe d'un film de vapeur. La force derecul de vapeur ne provoque pas seulement l'étalement de la bulle, elle crée également une forceadditionnelle d'adhérence qui empêche le départ de la bulle de la surface chauffante lors de sa croissance.Près du point critique liquide-vapeur, la croissance de la bulle est très lente. Si, de plus, des conditionsde microgravité sont remplies, la bulle garde la forme convexe et il est possible d'observerexpérimentalement une augmentation de l'angle apparent de contact ainsi que la croissance de la tache sèche.Ces observations confirment l'explication proposée.

Les paliers à roulement sont présents dans de nombreux systèmes mécaniques et divers modèles numériques existent pour introduire leur comportement lors de simulations numériques représentatives du comportement dynamique du système mécanique considéré. L'objectif de cet article est dans un premier temps de présenter différentes modélisations existantes dans la littérature puis de comparer leur influence sur le comportement modal simulé d'une boîte de vitesses automobile.

Le séchage cinétique des particules en bois dans un lit de sable fluidisé est étudié. Leréacteur est constitué d’une colonne de verre cylindrique où la fluidisation desparticules de sable est obtenue grâce à un débit d’air sec, filtré, dont la pression estajustée par un détendeur et dont le débit est mesuré. Le sable a un diamètre moyen de0,155 mm et une masse volumique de 2650 kg.m-3. La température et l’humiditérelative de l’air sont respectivement mesurées par des thermocouples et par un hygromètrecapacitif à film mince mesurant l’humidité absolue de l’air à l’admission et à la sortiedu lit fluidisé. L’installation expérimentale est conçue pour évaluer la valeurinstantanée de l’humidité du bois. Le taux de séchage augmente avec la température et lamasse des particules de bois. Ces comportements sont examinés en tenant compte desdifférents paramètres (température, vitesse de l’air, humidité initiale du bois).

Cet article présente une comparaison de quatreconfigurations d'essais hétérogènes en vue d'optimiserl'identification des paramètres de comportement d'un matériauorthotrope élastique. La technique d'identification est basée surla minimisation d'une norme énergétique formulée sur la base del'erreur en relation de comportement. La norme est construite surla base de principes variationnels. Elle exploite les champs dedéformations mesurés au moyen d'une technique de mesure de champscinématiques et les déformations calculées par le code d'élémentsfinis Abaqus. Le problème de minimisation est résolu itérativementpar un algorithme régularisé : Levenberg-Marquardt. Une analyse desensibilité aux bruits de mesure est réalisée afin d'illustrer larobustesse et la stabilité numérique. Deux types de bruit simulantles erreurs de mesures, ont été testés : aléatoire etsystématique. Il ressort de cette étude que la configurationd'essai notée géométrie complexe donne le meilleur résultatd'identification.

La démarche de cette étude s'inscrit dans le cadre de la volonté politique d'Eurocopter France d'améliorer le confort acoustique des cabines d'hélicoptère, le but étant d'identifier les contributions des différentes sources de bruit sur le niveau de bruit interne et d'analyser les chemins de propagation (solidiens et aériens) de l'énergie depuis son origine jusqu'à la cabine. La gamme de fréquence analysée est celle du dB SIL4 (353–5650 Hz), qui permet de caractériser les perturbations engendrées sur l'intelligibilité d'une conversation. Ce travail a pour but de conduire à préconiser des solutions techniques pour améliorer le confort acoustique des matériels et notamment des panneaux d'habillage. La modélisation de la réponse acoustique de la cabine est réalisée à partir de mesures expérimentales réalisées en vol afin de prendre en compte tous les phénomènes associés au déplacement et à la déformation de la structure. Dans un premier temps, les différentes méthodes de diagnostic de bruit interne et de localisation de sources acoustiques sont recensées dans l'optique de statuer sur le système le mieux adapté au milieu hélicoptère. Les outils de simulation utilisés pour exploiter les résultats obtenus et répondre aux objectifs visés sont ensuite présentés.

The study of the phenomenon of cavitation of centrifugal pumps remains of a greatimportance in the field of construction as well as in the field of installation of pumpsin pumping stations. In fact, with the consequences it engenders: noise, vibration,erosion and loss of efficiency, it provokes, on the one hand, a progressive degradation ofthe performance of the machine and, on the other hand, an increase in the costs of themaintenance of installation (a compromise between the functioning period and cost ofexploitation), in addition to the loss of efficiency of pumps and the resistance ofdifferent materials to the effects of the phenomenon of cavitation. Among the techniquesand methods of protecting the parts of pumps is the cladding of the parts with compositeplastic materials for the purpose of increasing the resistibility and protecting the partsfrom the effects of cavitation. Relevant to this, our work aims at analysing this problemwith the intention of preserving the efficiency of a pump by limiting the effects ofcavitation through an experimental study that has been realized in a laboratory. As such,wheels of different materials are tested under conditions of cavitation taking intoconsideration the three types of metals used in the manufacture of the wheel, and thisregarding the study of resistibility of each material subject to the effects of thephenomenon aforementioned. Thus, this present work consists in experimentally studying thephysical impact of cavitational erosion upon the hydrodynamic behavior and theperformances of centrifugal pumps, and that affects the weight of different wheels. Thisphenomenon can be obtained only through measurement: loss of efficiency that can haverepercussions for the characteristics of functioning as well as the mechanical behavior.

Hydrostatic bearings working at high rotational speeds are usually designed as hybrid bearings. They benefit of a load carrying capacity at low or zero speed and of a reduced torque at high working regimes. Therefore they are provided with pockets or recesses fed via hydraulic restrictors. Modeling the flow in these pockets and its coupling with thin film in the bearing is not a straightforward task. Comparisons with experimental data have shown that the capacity of correctly predicting the bearing characteristics (mainly the dynamic coefficients) is influenced by the accurate modeling of the pressure pattern in the pockets. The present work presents typical recess pressure patterns and shows the way they can influence on the bearing characteristics.

L’apparition de vibrations, ou bien des régimes instables, est induite par l’interaction dynamique du processus de coupe avec le système élastique de la machine-outil dans différentes conditions de travail. L’objectif de ce travail est de développer un modèle dynamique appliqué au processus de fraisage pour réaliser la surveillance du processus, l’analyse et l’optimisation des conditions de coupe lors du contact outil/pièce/machine. Pour mettre en place ce protocole et atteindre les connaissances approfondies des phénomènes dynamiques nous effectuons une étude de ceux-ci divisée en deux parties : la machine et le processus de coupe. Une analyse dynamique détaillée de la machine est obligatoire avant de modéliser les phénomènes vibratoires présents lors de la coupe.

This paper discusses the characteristics of time-frequency estimators to be used in theidentification of systems with localized non-linearities. The common idea underlying thisresearch is that, for certain classes of structural response signals, the availability ofa limited number of experimental data can be partially obviated by taking into account the“localisation” in time of the frequency components of the signals. Time-frequencytechniques for structural identification are reported that extend the definition ofinstantaneous time-frequency estimators and Gabor instantaneous estimators were extractedfrom non-stationary vibration signals. In order to foresee their validity on the basis ofmeasured data, methods were applied to seismic responses obtained from numerical testsconducted on steel frames. The results obtained made it possible to evaluate thecharacteristics of time-frequency identification techniques as well as their efficiencywhen applied to non-linear structures.

Virtual reality simulations of maintenance operations are a key simulation to improve the performance and quality of products. Real-time requirements of virtual reality systems face difficulties when coping with flexible components exhibiting strong non-linear behaviour. To this end, an interactive system incorporating mechanical models of flexible parts behaviour is described in the present paper. The approach proposed will be used as a basis to the simulation of flexible parts in a virtual reality environment for the evaluation of assembly operations. First of all, the study of current assembly planning systems based on the real-time approaches is performed. Secondly, a new system integrating real-time and interactive mechanical simulation approaches is proposed. An adequate simulation of the flexible components to estimate the assemblability in a virtual reality is discussed. This is especially true when flexible parts are subjected to large displacements. Finally, the example of the interactive mechanical behaviour model used into an assembly context for the virtual reality simulation environments is represented.