On développe dans ces travaux un outil numérique permettant de simuler le procédé «Friction Stir Spot Welding». Le modèle est basé sur un couplage fluide/solide permettant de décrire l’état de la matière dans toute la structure. Ce modèle s’appuie sur l’élément-fini P1+/P1, développé dans le cas d’un couplage thermomécanique fort, à la fois en mécanique des fluides et en mécanique des solides. Le couplage est associé avec une approche euléro-lagrangienne et intégré au sein d’une nouvelle option du code SYSWELD®. On présente ici une première simulation du procédé Friction Stir Spot Welding.

Cet article présente l’optimisation du tolérancement fonctionnel par la méthode des dispersions, celle-ci a fait ces preuves dans l’optimisation des cotes de fabrication. Dans ce travail la méthode des dispersions inconnues est combinée avec la méthode du transfert minimum pour la modélisation de l’automatisation de la simulation des exigences fonctionnelles d’un assemblage mécanique. La simulation consiste en l’extraction automatique des chaînes fonctionnelles d’une part, et en l’optimisation des dispersions d’autre part. Enfin, les cotes fonctionnelles sont synthétisées à partir des dispersions optimisées en terme de cotes moyennes et intervalles de tolérances centrés. Elles sont en adéquation avec l’écriture au sens de la norme ISO des cotes fonctionnelles.

L’obtention de pièces structurales en fonderie sable aluminium de haute techniciténécessite un processus de parachèvement conséquent comprenant la découpe du système decoulée, suivie d’un ponçage quasi global des surfaces. Les exigences industrielles entermes de sécurité et de rentabilité remettent fortement en cause la réalisation manuellede ces opérations. Cet article présente le développement d’une nouvelle cellule robotiséepour ce parachèvement, mené en collaboration avec La Société des Fonderies d’Ussel (SFU)du groupe ALCAN. La première partie est consacrée à la caractérisation des contraintesliées aux spécifications fonctionnelles attendues sur la pièce et aux procédés d’usinageet de ponçage. Ceci a abouti à la définition d’une cellule redondante 8 axes pour répondreau critère d’espace de travail et intégrant un robot à structure hybride (Tricept) pourses capacités à réaliser les opérations d’usinage en conditions UGV et de ponçage. Ladeuxième partie porte sur la définition de critères pour une gestion optimisée desredondances en vue d’améliorer le comportement global de la cellule et répondre auxexigences de précision et de capacité cinématique. La dernière partie présentel’optimisation mise en œuvre et les résultats validés sur un ensemble de pièces.

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.

This study presents a new simple lumped model for analyzing the thermally induced seizure of fully lubricated eccentric circumferential groove journal bearings (CGJB). The model represents a significant upgrade of a previous seizure lumped model developed by Pascovici & Kucinschi, in 2002. Main upgrades consist of: eccentric operation, introduction of hydrodynamic lubricant flow rate component, and evaluation of friction power losses based on the short bearing theory with Barwell’s hypothesis on the divergent zone. The viscosity–temperature variation is replaced with Tipei’s viscosity-clearance relationship, as in the previous model. The decrease of viscosity, as a consequence of temperature increase, does not always limit clearance loss, and the seizure process ends with a concentric journal-bushing merged system. Although CGJB’s are less sensitive to this seizure mechanism, the threat still exists and must be avoided. As a result, bearing designers and users should check whether if several safe-operation criteria are met. A recent Institute Pprime experiment on CGJB’s provided a base set of operating parameters, from which numerical simulations have been performed to determine in what conditions the CGJB fails, under thermally induced seizure.

Une torche plasma d’arc à air de moins de 2 kW a été conçue et réalisée dans le laboratoire de recherche QUERE de l’université de Sétif (Algérie). Elle est conçue afin de satisfaire tous les besoins qui imposent l’usage d’une flamme plasma : soudage, découpage, rechargement de métaux, traitement thermique de surface, veilleuse de chaudière d’incinération, chauffage de gaz, etc. C’est en outre une maquette des torches de même conception mais de puissances plus élevées. Versatile, elle permet ainsi d’étudier les torches à plasma à électrodes concentriques et celles à électrodes puits dans de nombreuses configurations originales. Une description de ce générateur à plasma d’arc est présentée ainsi que les résultats des premiers essais expérimentaux à puissance réduite. Les transferts de chaleur et de masse dans la torche sont également identifiés pour être quantifiés par simulation numérique.

Notre approche vise à tester les modèles classiques de piègage de fissure pour des motifsde ténacité contrôlée et des géométries d’éprouvette réalistes, c’est-à-dire de taillesfinies. Nous modélisons notamment l’effet de l’épaisseur du matériau. Les prédictions dumodèle théorique développé dans [L. Legrand, S. Patinet, J.-B. Leblond, J. Frelat, V.Lazarus, D. Vandembroucq, Coplanar perturbation of a crack lying on the mid-plane of aplate, Int. J. Frac.] sont validées par des calculs de type éléments-finis. Ces derniersconvergent en fonction de la fréquence de perturbation du front de fissure vers deuxrégimes asymptotiques : milieu semi-infini et plaque mince. Dans le cas d’une fissureinteragissant avec un défaut unique, nous confrontons nos calculs à une configurationexpérimentale de fissuration. Nous montrons une remarquable amélioration des prédictionsdes modèles de ligne élastique par la prise en compte de l’épaisseur de l’éprouvette.

L’article propose une méthodologie pour exploiter les mesures de capabilité des procédésde fabrication dans le calcul des tolérances de localisation d’un ensemble d’élémentsgéométriques selon les standards ISO 1101 et ASME Y14.5 avec une approche statistique. Lenombre d’éléments géométriques étudiés, les erreurs systématique et aléatoire du procédéde fabrication seront retenues et incluses dans l’approche. Un modèle mathématiqueexplicite est développé dans le but d’identifier les fonctions de distribution statistiquepour différents types de tolérances de localisation. À partir de ces distributions, nousprésentons une méthodologie servant à estimer les valeurs des tolérances qui permettent derencontrer un seuil de conformité prétabli, et vice versa. L’article présente égalementune série d’abaques permettant un usage industriel simple et commode. Plusieurs exemplesde calculs sont illustrés et un cas d’étude y est présenté.

During commissioning of a cogeneration plant the air cooled generator cannot be run up tosynchronization speed because of high 1X vibration during startup. Several attempts weredone by the commissioning team to balance the rotor but proven ineffective. This paperpresents the vibration analysis performed by GE MDS Engineer. As a result of the analysisit was concluded the high levels of synchronous vibration are caused by thermally inducedbow because of rub in the new type of seals installed in generator casing. The seals wereremoved for test and the generator was started successfully. The next part of the paperdiscusses the differences between Newkirk and Morton type thermally induced bows as theycan be observed in the machinery diagnostics during field analysis.

La réduction du nombre de degrés de liberté d’une étude par éléments-finis peut être obtenue en utilisant l’analyse par éléments-finis multidimensionnelle, c’est-à-dire le mélange d’éléments-finis de poutre, de coque et de volume. Cette approche multidimensionnelle permet de réduire considérablement le temps de maillage et de résolution du système. Malheureusement, la connexion d’éléments de différentes dimensions entraîne certains problèmes au niveau de la modélisation géométrique ainsi qu’au niveau de l’incompatibilité des degrés de liberté entre éléments et de la continuité entre différentes parties de maillage réalisées séparément. Cet article présente une solution complètement automatisée à ces problèmes, utilisant uniquement des éléments-finis classiques et sans recourir à l’ajout d’équations de contraintes aux interfaces entre éléments de dimensions différentes.

Dans les matériaux fragiles, la mécanique linéaire élastique de la rupture (MLER) préditune énergie de fracture constante et une vitesse de fissuration limitée par la vitesse deRayleigh (CR). Or un grand nombre d’expériences contredisentces prédictions. Pour comprendre ce désaccord, nous avons développé un dispositif derupture dynamique dans un matériau fragile modèle – le PMMA. Nous montrons l’existenced’une divergence de l’énergie de fracture à 0,2 CR due à unetransition fragile/quasi-fragile. Nous suggérons qu’un modèle géométrique pourra aider àmieux comprendre la dynamique de propagation et d’endommagement.

Une analyse du comportement en fatigue multiaxiale à grand nombre de cycles est conduite à travers la simulation numérique d’agrégats polycristallins. Le matériau métallique choisi est un cuivre de microstructure CFC. Le VER, constitué d’un ensemble de 300 grains d’orientation aléatoire équiprobable et de géométrie équiaxe, est sollicité au niveau de la limite de fatigue définie pour un nombre de cycles de 107 cycles, le but étant de calculer les quantités mécaniques relatives à l’échelle mésoscopique (moyenne à l’échelle du grain) après stabilisation du comportement cyclique local. Les résultats de la simulation montrent la grande dispersion des variables mécaniques à cette échelle mésoscopique. Une analyse statistique de la réponse de l’agrégat est proposée pour différents chargements purement alternés : traction, torsion, traction-torsion combinées en-phase. Grâce à la connaissance des quantités mécaniques locales pour un nombre suffisamment grand de microstructures différentes, une analyse critique de certains critères d’endurance multiaxiaux (Crossland et Dang Van) est conduite.

La projection cold spray utilise principalement l’énergie d’impact des particules pour former des revêtements denses. L’étalement et l’adhésion des particules étant liés à l’énergie cinétique et donc à la vitesse des particules, il est primordial de maximiser leur accélération pour obtenir un rendement de dépôt élevé. Ce transfert de quantité de mouvement peut être optimisé en modifiant les paramètres de fonctionnement du système de projection mais également en choisissant une distance tuyère-substrat adéquate. Cet article décrit un modèle 2D mis en œuvre avec le logiciel de CFD Fluent pour simuler le comportement d’un flux de particules de titane dans un écoulement supersonique. Ses résultats montrent que les particules n’atteignent pas leur vitesse maximale en sortie de tuyère mais environ 90 mm en aval de celle-ci. C’est donc à cette distance que le substrat doit être placé pour optimiser la projection. La précision de ces calculs est confirmée expérimentalement et les variations significatives d’épaisseurs des dépôts montrent l’influence drastique de la distance de tir sur le rendement de dépôt.

As 3D scanners and numerical simulation are now mature, we have made a benchmark by comparing simulation results with real forged parts. We did consider the complete forging process of a cylindrical part using hammer from the billet to the final part. This process has been simulated using a thermo-elasto-viscoplastic constitutive equation including the ductile damage with the implemented with the help of VUMAT subroutine provided by ABAQUS software. Before and after each step, the forged part is scanned and compared with the result of the FEM simulation in order to tune some of the process numerical simulation parameters.

The process of ultrasonic shot peening has been studied from two aspects: (a) a 3D numerical model of shot motion in the peening chamber based on the theory of granular gases, (b) an experimental setup developed for measuring shot velocity distribution in the chamber and impact locations on the peened surface. The aim of such study is to propose an experimental method providing shot trajectories in order to validate the 3D model for the process parameter optimization, used for example in the aeronautic industry. The presented results illustrate the value of the model in the understanding and mastering of the process, as well as its usefulness, on one hand for the design of peening chambers, and on the other hand for a better definition of numerical models that help to predict residual stresses generated in the peened material.

Nous étudions expérimentalement la dynamique de mousses élastiques (mousse ouverteflexible en polyuréthane) plongées dans un fluide visqueux. La mousse est initialementcomprimée dans une direction puis brutalement relâchée. Le champ de vitesse de la mousseet la pression du fluide interstitiel (pression de pore) sont mesurés au cours de ladécompaction du système. Pour des petites compactions initiales, on observe que la mousserelaxe exponentiellement vers son état d’équilibre, avec une dynamique diffusive en accordquantitatif avec les théories classiques de consolidation des sols. En revanche, pour desgrandes compactions initiales, la dynamique de relaxation est inhomogène et se déroule àtravers un front de décompaction. Un modèle diphasique simple permet de prédiresemi-quantitativement les observations et relie l’existence du front au caractèrefortement non-linéaire de la réponse mécanique de la mousse.

Un prototype de robot parallèle actionné pneumatiquement à deux degrés de liberté a étédéveloppé afin de rendre accessible aux petites et moyennes entreprises la robotisation detâches qui nécessiteraient le déplacement de charges de 5 à 20 kg en utilisant des vérinsstandards moins onéreux que les moteurs électriques. Après une présentation de lastructure mécanique du robot ainsi que les modèles de ses actionneurs, la stratégie decommande innovante (commande prédictive généralisée avec boucle interne de force $\mathbb{H}_{\inf}$) est introduite, puis les résultats obtenus expérimentalement sontprésentés et analysés.