Cet articleprésente une approche globale du dimensionnement à lafatigue thermomécanique des structures dans l'industrieautomobile. Cette approche repose sur quatre aspects : ladéfinition du chargement, la modélisation du comportementdu matériau, celle de l'endommagement et un critère deruine de la structure. Cette démarche est appliquée au casde culasses et de collecteurs d'échappement soumis à deschargements thermiques transitoires. Les hypothèses et choixprincipaux nécessaires à un calcul intégré dans unschéma de développement industriel sont tout d'abordprésentés. Deux points sont plus particulièrementdéveloppés : le comportement mécanique etl'endommagement. Deux modèles de comportement viscoplastiqueont été choisis et leurs paramètres identifiésà partir d'essais isothermes et validés à l'aided'essais anisothermes. Un critère de dimensionnement basésur l'énergie mécanique dissipée dans le matériauest proposé. Associé à un calcul de structure, ilpermet une estimation de la durée de vie de piècessoumises à un chargement cyclique multiaxial anisotherme. On aainsi accès dès la phase de conception à des calculsprédictifs de la tenue en service de composants automobiles.

La dynamique des systèmes mécaniques est fortement impactée par le comportement desmatériaux viscoélastiques. Ainsi, pour mener des analyses aux valeurs propres complexesles plus réalistes possibles, il est indispensable de bien modéliser ces comportements.Expérimentalement, la raideur et l’amortissement de tels matériaux dépendent de lafréquence. C’est pourquoi, nous avons choisi d’étudier le modèle de Maxwell généralisé quipermet de décrire de tels comportements, contrairement à beaucoup de modèles fréquemmentutilisés. Ce modèle met en jeu un certain nombre de paramètres qu’il est nécessaired’identifier, à partir d’essais sur des matériaux. Cet article présente une méthoded’identification à partir de courbes de module et de phase. Parmi toutes les formulationspossibles du modèle de Maxwell généralisé, nous avons choisi celle en pôles et en zérospour réaliser l’identification. Des formules de passage permettent de trouver lesparamètres d’autres formulations comme celle de Prony. La méthode d’identification décritedans cet article est basée sur les courbes asymptotiques du Modèle de Maxwell généralisé.L’identification se passe en 2 temps, les paramètres du modèle sont initialisés, puis uneméthode d’optimisation permet de les ajuster au mieux. Nous comparerons notre méthode àd’autres. Dans le cas d’un système mécanique comprenant plusieurs matériauxviscoélastiques différents, la taille du modèle éléments-finis, mise sous forme d’état,augmente rapidement. Afin de minimiser cette taille, les pôles des différents matériauxviscoélastiques peuvent être choisis identiques. Cette contrainte supplémentaire estimposée dans le schéma itératif d’optimisation.

Dans cette étude, on examine, par simulation numérique, la possibilité de réduire les pressions provoquées par le phénomène du coup de bélier dans un réseau de conduites quasi-rigides en remplaçant l'une des conduites du réseau par une conduite viscoélastique en polymère. Le modèle numérique développé est constitué d'un système de deux équations aux dérivées partielles non-linéaires de type hyperbolique résolu par la méthode des caractéristiques avec mise en mémoire et interpolation. Le calcul au niveau des nœuds est effectué par la résolution d'un système linéaire avec prise en considération des conditions aux limites imposées. La loi de comportement de la conduite viscoélastique est décrite par le modèle de Kelvin-Voigt. Afin de simplifier les calculs, on se limite à l'élément élastique de ce modèle. Pour les applications, un code de calcul écrit en langage FORTRAN a été élaboré. Les résultats obtenus montrent bien l'effet de l'élasticité des parois sur l'évolution et l'amortissement des ondes de pression dans les réseaux de conduites.

La modélisation et la simulation numérique permettent une exploration des différents paramètres decontrôles afin d’identifier les conditions et géométries optimales de fonctionnement dessystèmes. Cette approche permet entre autre d’obtenir les valeurs instantanées desgrandeurs physiques locales. Ces outils numériques progressent et traitent des systèmes deplus en plus complexes confortés par la progression des puissances des ordinateurs. Nousdécrirons dans le présent travail le cas de moteurs alternatifs de type Stirling, àcombustion externe et régénération. Ces moteurs constituent une solution pour laconversion efficace des énergies renouvelables et des chaleurs perdues en travail. Lasimulation de tels systèmes en régime établi permettra d’en déduire les énergies échangéeset de démontrer que ces moteurs offrent un bon rendement de fonctionnement, tout enprésentant une grande souplesse d’adaptation. L’optimisation des machines est fortementliée à leurs paramètres géométriques et physiques (dimensions, matériaux, coefficient detransfert de chaleur, etc.) ce qui peut engendrer un coût important pour les différentsprototypes. La simulation numérique permettra la prédiction du cycle au cours du temps etdonnera accès aux valeurs du travail ainsi que le rendement de la machine simulée. Cettedémarche identifiera les zones de fonctionnements optimaux et réduira le nombre deprototypes et du même coup le coût du projet. La modélisation s’appuie sur la résolutiondes équations de conservation d’écoulements compressibles anisothermes dans un moteur LTDen domaine bidimensionnel (2D, moteur supposé axisymétrique afin de faciliterl’illustration). En guise de validation l’un des résultats obtenus numériquement estconfronté aux résultats expérimentaux obtenus sur un prototype moteur de démonstration. Lebon accord constaté sur le cycle p-V illustre l’intérêtméthodologique.

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.

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.