Large thrust bearings are highly loaded machine elements and their failures cause seriouslosses. Start ups and stoppages of the bearing under load are specially critical regimesof operation. Load carrying capacity depends on the profile of the oil gap. In transientstates this profile is also changing. In the design of large thrust bearings minimizingthermo-elastic deformations is an important goal, which can be accomplished due toapplication of advanced models of the bearing. Modeling of transient states becomes evenmore complex since there is a dynamic development of temperature distribution anddeformations. Often hydrostatic jacking systems are also used. It seems to the authorsthat advanced bearing models are applied only in research and development of the bearingswhile very simple modeling is applied in on-line analysis of data from monitoring systems.Analysis of the measurement data with the use of more sophisticated models may be helpfulin assessment of current bearing status – especially in early warning. Material issuescreate a separate problem for modeling, being more important nowadays as polymer linedbearings come into use. The models used for polymer lined bearings require realistictreatment of heat exchange and resilience of the bearing surface layer.

Le dimensionnement des structures immergées vis-à-vis des effets d'une explosion sous-marine constitue une exigence forte pour un constructeur de navires militaires. La présente étude s'intéresse à la description de l'interaction entre une coque élastique immergée et une onde acoustique se propageant dans le fluide. En utilisant un modèle linéaire pour le fluide et la structure, il est possible de proposer une description du problème couplé dont la résolution peut être conduite avec une méthode semi-analytique. Les inconnues du problème (pour le fluide : champ de pression incident, champ de pression réfléchi, champ de pression rayonné ; pour la structure : champ de déplacement radial et ortho radial) sont écrites sous la forme d'un développement en série de Fourier de la variable angulaire. L'évolution des différents champs est décrite dans le domaine de Laplace par transformation des équations temporelles du problème couplé. Une application est proposée ici au cas de deux coques couplées par un fluide. La méthode de calcul ainsi proposée est implantée dans un code de calcul MATLAB qui peut ainsi être utilisé en bureau d'études pour le pré-dimensionnement de coques de sous-marins.

Current literature provides many studies on the mechatronic design process. However, theyonly focus on one level of the design V-cycle. This study deals with the entire downwardside of the cycle in view to processing it globally. To achieve this, we propose a hybridmethodology based on several tools, languages and methodologies such as SADT, SysML,Modelica and CATIA Systems®. The method was validated successfully in aModelica/Dymola framework. It is now possible to partially automate the process.

Predicting the dynamic behavior of laminated rotors in bending requires theidentification of the bending rigidity of the laminated core. An identification ofconstitutive properties is proposed on the rotor at rest, which is a first step forrotordynamics prediction. Modal parameters predicted and measured are included in afunctional based on a hybrid Rayleigh quotient and combined with the Guyan method, themaster degrees of freedom corresponding to the measurement points. The laminated corerigidity is extracted through a Levenberg-Marquardt minimization.

L’objectif principal de cet article est la mise au point d’une méthodologie numérique deprévision du comportement local d’un procédé de renforcement des poteaux en bois par lafibre de carbone. En particulier, on s’intéresse à l’étude du comportementélasto-plastique du matériau bois avec effet du renforcement. Une modélisation basée surla thermodynamique des processus irréversibles avec variables d’état est utilisée pourtraduire le couplage entre le comportement plastique à écrouissage isotrope et l’effet durenforcement. Les aspects théoriques et numériques de cette formulation sont décrits endétail. La résolution du problème d’équilibre global est assurée par un schéma DynamiqueExplicite. La validation de la procédure de calcul implémentée dans ABAQUS/Explicit estfaite sur la simulation d’un essai de compression des éprouvettes circulaires en boisrenforcées par la fibre de carbone. Les résultats des simulations sont confrontés à ceuxde l’expérience.

Dans cet article, on étudie numériquement la propagation des ondes de déformations linéaires dans les ressorts hélicoïdaux dues à un chargement axial. La modélisation mathématique consiste en un système linéaire de deux équations aux dérivées partielles de type hyperbolique représentant les équations de quantité de mouvement du ressort. Les méthodes numériques des caractéristiques et des différences finies de Lax-Wendroff sont utilisées pour la résolution de ce système. Les résultats obtenus ont permis d'examiner la propagation des ondes de déformations et de vitesses axiales et angulaires et d'analyser leurs évolutions en différentes sections du ressort. Pour valider la fiabilité de cette modélisation, les résultats issus de ces deux méthodes ont été confrontés avec succès à la solution analytique du problème étudié. Pour mettre en évidence l'influence des caractéristiques mécaniques du ressort sur l'évolution de ces ondes, différents matériaux ont été considérés. On a constaté que deux ressorts, constitués de deux matériaux différents, peuvent avoir le même comportement dynamique comme ils peuvent avoir un comportement dynamique différent.

In this paper, the cyclostationary characteristics of electrical signals will beexploited in order to detect the rotor faults of an asynchronous machine. These defectsare the most complex in terms of detection since they interact with the 50 Hz carrier witha weak band occupied in frequency. The testing ground used includes an industrialthree-phase wound rotor asynchronous motor of 400 V, 6.2 A, 50 Hz, 3 kW, 1385 rpmcharacteristics. The rotor fault has been carried out by adding an extra 40 mΩ resistanceon one of the rotor phases (i.e. 10% of the rotor resistance value per phase,Rr = 0.4Ω). From the stator voltage andcurrent acquisition, and by application of the Time Synchronous Averaging (TSA) method tothe stator current, the electrical signal will be conditioned in order to obtain asensitive indicator allowing to easily distinguish the healthy cases from defective ones.

In the present study, we propose an evaluation of a non-linear homogenization model applied to hyperelastic composites having random microstructure. This modelling approach consists in a 3D implementation of the secondorder method introduced by Ponte Castañeda & Tiberio [1]. We first recall the basic principles of this method. Then, we investigate a composite made up of an hyperelastic matrix reinforced by spherical deformable or rigid particles.Computational issues of the micromechanical model are discussed and some obtained results allowto demonstrate the reinforcement effect of the particles. In order to provide a rigorous evaluation of the methodology, finite elements computations, on an unit cell, are performed and compared to the predictions of the model. Finally, a confrontation with experimental results is provided.

Les procédés d'usinage peuvent créer des contraintes résiduelles à la surface des pièces usinées et ainsi modifier la microstructure et la texture de la matière proche de la surface. De tels changements sont importants pour l'étude du comportement des pièces au cours du temps. Il est alors nécessaire de quantifier les contraintes résiduelles, les composantes de texture et de déterminer la microstructure induite par l'usinage pour comprendre et prédire le comportement des surfaces considérées. Dans cette étude, le matériau cuivre pur a été choisi et considéré comme un "système modèle". En tournage, l'influence du rayon de bec, de la vitesse de coupe et de la présence de lubrifiant sur le champ de contraintes et la texture a été quantifiée à l'aide de techniques DRX. Les modifications micro-structurales ont été évaluées à l'aide de la microscopie électronique à balayage. Enfin, le comportement électrochimique de la surface a été étudié en utilisant la technique de la micro-cellule électrochimique.

Pour appliquer les algorithmes d’optimisation multi-objectifs à des problèmes de mise enforme des métaux très coûteux en temps de calcul, nous étudions le couplage del’algorithme génétique NSGA-II proposé par Deb à un métamodèle inspiré de la méthode desdifférences finies sans maillage de Liszka et Orkisz. Nous soulignons l’importanced’améliorer itérativement le métamodèle au cours des itérations d’optimisation, et lapossibilité de déterminer avec précision des fronts optimaux de Pareto des problèmesmulti-objectifs étudiés en moins d’une centaine de calculs.

Nous présentons dans cet article quelques réflexions sur l'utilisation de la Réalité Virtuelle et des techniques adjacentes en conception de produits. La Réalité Virtuelle est présentée comme un outil d'aide à la décision en milieu industriel, mais aussi comme un facteur nécessaire auprès des futurs utilisateurs de produits. Cet article s'appuie sur une bibliographie qui consiste à positionner la Réalité Virtuelle dans un processus de conception. Il positionne aussi un ensemble d'articles récents, développés au cours de la conférence Virtual Concept 2002.

Osteoporosis is a disease characterized by a loss of bone density and an altered bonearchitecture. These modifications lead to an increased risk factor for bone fracture,particularly of the femoral neck. This disease can be explained by a disorder in the boneremodeling process which is triggered by the apparition of micro-cracks within the bone.According to Frost’s theory [1], these micro-cracksappear for a specific local strain threshold. Thus, the knowledge of the microarchitectureand quality of trabecular bone is essential to determine this local strain threshold. Thispaper studied the mechanical trabecular bone behavior of 43 patients diagnosed asosteoporotic whose femoral heads were replaced by hip prosthesis. From each patient, acylinder-shaped of trabecular bone samples was cored. Each sample was scanned by X-raymicro-tomography before a compression test in order to reconstruct a reliableFinite-Element (FE) model of the bone architecture in Abaqus. The force-displacementcurves were recorded for all the samples and calibrated by the experimental responses. Theforce-displacement numerical curves were adjusted to the experimental ones, by modifyingthe tissue microscopic mechanical behavior. This process leads to the determination of thelocal strain threshold responsible for triggering the bone remodeling process.

Une étude théorique du comportement statique et dynamique d'un palier lisse indéformable lubrifié par des huiles additivées en prenant en considération le défaut de mésalignement est présentée. Ces huiles dont le comportement rhéologique est non-newtonien sont modélisées comme des fluides à couple de contrainte. D'après la théorie des milieux continus de V. K. Stokes qui tient compte de la taille des particules, ces fluides se caractérisent par deux constantes physiques qui sont la viscosité dynamique (µ) et une deuxième caractéristique responsable des couples de contrainte dans le fluide (η). Les effets des couples de contrainte sur le comportement statique et dynamique du palier aligné ou mésaligné sont étudiés en définissant un paramètre du couple de contrainte adimensionnel. Les résultats obtenus montrent que la présence des additifs dans le lubrifiant a une influence non négligeable sur les performances statiques et dynamiques ainsi que la stabilité et la réponse dynamique du palier surtout pour les grandes valeurs du paramètre du couple de contrainte, c'est-à-dire dans le cas des polymères de longue chaîne moléculaire. Toutefois, leur influence sur le débit de fuite est négligeable sauf pour les grandes excentricités de fonctionnement.

L' étude d'un joint à lèvre, basée sur une analyse élastohydrodynamique, s'appuie sur un modèle original très proche de la réalité. Elle permet de prédire la plupart des caractéristiques de fonctionnement d'un joint telles que l'épaisseur du film lubrifiant, le couple de frottement, les zones de contact et de cavitation, la pression hydrodynamique ainsi que le débit de pompage inverse.

This paper approaches a novel technique to estimate cable tension simply based on itsvibration response. The vibration response has been quite extensively adopted in the pastdue to its simplicity and, mainly, because the inverse approach allows the tensionestimation with the cable in its original site. A first tentative approach consists inusing a certain number of experimentally measured natural frequencies to be introduced inthe theoretical vibration formula; this formula, however, involves also the cable length,the cable mass per unit length and its flexural rigidity. Unfortunately, some problemsarise in its application to real structures, such as the case of suspended andcable-stayed bridges, because the exact cable length cannot be measured (it appears at thefourth exponent in the vibration formula); moreover section and weight can be estimatedwithin a certain degree of accuracy, whilst the boundary conditions are often defined withdifficulty. A novel extension of the method is here proposed, which takes advantage from amoving mass travelling on the cable. This is the case occurring when cables are verifiedwith magnetic-based technology to detect rope faults and cross section reduction. In thisway, the extracted natural frequencies are varying with time due to the moving load, andhence they have to be extracted adopting a time-varying approach. Although someapproximation linked to the shape modification must be introduced, a simple iterativeprocedure can be settled, by considering the cable length as an unknown. An estimation ofthe equivalent length is given, and successively this value is used to obtain anestimation of the cable tension.

Le refroidissement d'une pile à combustible (PEM), utilisée comme source d'énergie électrique dans le domaine de la traction automobile, fait apparaître un certain nombre de contraintes. Une des contraintes fortes se trouve être le refroidissement du cœur de pile, notamment du fait que le niveau de température est faible (environ 80°C), mais aussi que la puissance thermique à évacuer est élevée. Cette étude s'intéresse à un refroidissement de la pile par l'évaporation interne d'un fluide ou par circulation d'un fluide monophasique. Le dispositif expérimental permet de vaporiser le fluide, le HFE7100, le long d'une plaque dont on souhaite mesurer les performances. Une technologie innovante de plaque présentant des bossages ou picots inversés est proposée. Ainsi, cette géométrie est très performante pour du refroidissement monophasique mais l'optimisation reste à faire en régime diphasique.

Le présent travail concerne une étude expérimentale de la croissance d'une bulle de vapeur unique dans un bain de FC-72 sous refroidi à pression atmosphérique. La configuration physique encore peu rencontrée dans la littérature se caractérise par des effets gravitationnels stabilisants : la bulle croît sous un élément chauffant (à flux pariétal imposé constant) à partir d'un site de nucléation artificiel indenté en son centre. Une étude de la dynamique de la croissance de la bulle est effectuée à partir d'un traitement d'images permettant d'accéder à l'évolution temporelle des différents paramètres géométriques associés à la bulle, tels que le diamètre maximal, la hauteur, le volume, les contours. Une analyse de certains paramètres permet de montrer notamment l'influence de la puissance de chauffe sur les transferts de masse et de chaleur. Par ailleurs, une observation par ombroscopie des différents modes d'instabilités convectives est présentée. L'influence de la présence d'incondensables sur le déclenchement de l'instabilité est discutée.

The early detection of gear faults remains a major problem, especially when the gears aresubjected to non stationary phenomena due to defects. In industrial applications, thecrack of tooth is a default very difficult to detect whether using the time descriptors orthe frequency analysis. In this work and based on a numerical model, we prove that thecrack default affects directly the phase of the frequency component of the defective wheel(frequency modulation). To properly estimate the phases, we suggest two high-resolutiontechniques (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques ESPRITwith a sliding window and Weighted Least Squares Estimator WLSE). The results of bothmethods are compared to the phase obtained by Hilbert transform. The three techniques arethen applied on a multiplicative signal with a frequency modulation to show the influenceof the amplitude modulation on the quality of phase estimation. We note that the ESPRITmethod is much better in the estimation of frequencies while WLSE shows much efficiency inthe estimation of phases if we keep the frequencies almost stables.

L’assemblage des rails de chemin de fer se fait généralement à travers un procédé desoudage par aluminothermie. Ce procédé consiste en la coulée de métal de jonction entreles deux extrémités de rails à assembler. La qualité de cet assemblage dépend étroitementdes conditions de la réalisation qui sont généralement difficiles à respecter. En effet,les techniques classiques de contrôle des rails, mettent souvent, en évidence la présencedes défauts de soudure dans la jonction. Selon les observations, ces défauts peuvent êtreclassés en deux types : défauts d’adhésion (ou défauts de collage) et défauts de porosité(ou défauts de soufflures multiples). Chacun de ces défauts, peut constituer un siteprivilégié de concentration des contraintes. Selon le niveau de ces contraintes, deséventuels processus d’endommagement risquent de se développer et mettant le rail horsservice. Il semble donc nécessaire de modéliser le comportement mécanique de ces souduresavec ces défauts en vue de les classer par leur criticité. Dans cette étude, nous avonsdonc modélisé avec un même chargement et avec les mêmes conditions aux limites, lajonction de soudure pour chaque type de défaut. Les résultats obtenus sont très concluantset permettent de bien orienter l’approfondissement de notre analyse coté paramètres desoudage.