Views
9 months ago

Essais & Simulations n°104-105

  • Text
  • Virtual
  • Imulations
  • Ssais
  • Octobre
  • Mesure
  • Novembre
  • Simulation
  • Vibration
  • Contraintes
  • Essais
Dossier : Essais virtuels

Compte rendu Colloque

Compte rendu Colloque d’Astelab 2010 Les journées d’Astelab se sont tenues du 1 er au 3 juin au parc des expositions de la Porte de Versailles. Voici le compte rendu complet des différentes sessions (1) . Il a été rédigé de façon collégiale par les présidents de session respectifs. Session Extensométrie Présidée par Michel Roger Moreau Jean-Noël Périé, de l’Institut Clément Ader de Toulouse, a présenté au nom de l’équipe de chercheurs ayant participé à cette étude menée conjointement avec le LMT Cachan et le LaMCoS Villeurbanne un outil de mécanique expérimental : la corrélation d’images. Cette technique, qui devient un outil commun dans les laboratoires de mécanique, fait partie des techniques de mesures de champs fiables grâce auxquelles on peut caractériser les effets mécaniques hétérogènes à une échelle fine. On notera que des solides, homogènes sous sollicitations complexes ou hétérogènes, font apparaître des champs dont l’analyse multi-échelles est indispensable en relation avec leur (micro)structure et/ou le type de chargement imposé. Ces développements s’inscrivent dans la dialectique essai/calcul en modélisation des matériaux et des structures dans laquelle les mesures de champs jouent un rôle d’interface. À partir de la connaissance de ces champs, on peut, par exemple, identifier des paramètres mécaniques globaux et locaux, voire valider des modèles de comportement et des outils numériques. Parmi les différentes méthodes disponibles, J.-N. Périé a décrit la corrélation d’images numériques (CIN) qui consiste à déterminer un champ de déplacement à partir de l’analyse d’images numériques. Il a présenté les perfectionnements récents de cette technique désignés par le vocable “approche globale”. Ils consistent à faire la corrélation sur une combinaison des effets de la luminance et du comportement mécanique. Il a donné un DR Jean-Noël Périé lors de son exposé. exemple d’application relatif au comportement d’une éprouvette fissurée. Le développement de ces nouvelles techniques est de nature à remettre en cause la conception même des essais. En effet, cette étude, qui s’appuie sur des essais hétérogènes, permet d’appréhender sur un seul essai de ce type plus d’informations utiles sur le comportement du milieu étudié que ne le fait un essai classique. Ensuite, B. Raka, de l’EESC/USP de Sao Carlos au Brésil, a présenté au nom d’une autre équipe de chercheurs du LMT Cachan et du CEA Saclay des essais triaxiaux avec une application à la compaction triaxiale des poudres de PTFE et des essais de fatigue biaxiale. L’essai de compaction triaxial a pu être réalisé grâce aux caractéristiques de la presse multiaxiale Astrée implantée à Cachan. Elle permet de compacter progressivement selon ses 3 axes la poudre de PTFE dans une sorte de moule aux parois mobiles, le produit obtenu est soumis à des essais de fatigue triaxiale à différents stades de compaction. L’objectif est ici de vérifier la tenue en service des pièces de PTFE et d’optimiser la compaction pour obtenir un produit de qualité. Cela a demandé de mettre au point un protocole de mesure complexe. Enfin, Raymond Buisson, consultant Mesures, a présenté la détermination, par les méthodes de relaxation des contraintes résiduelles existant à l’intérieur des pièces industrielles. Il a fait le point sur les derniers développements effectués sur ce sujet et mis en évidence les domaines spécifiques d’application de chacune des méthodes présentées. Il a également donné un exemple d’application industrielle de l’une de ces méthodes (la méthode de la flèche) qui fait l’objet de l’article présenté dans la rubrique extensométrie du présent numéro. Session Climatique Présidée par Laurent Cazenave, DGA/DT Xavier Faure et Nicolas Leroux, du Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), Nantes, ont indiqué que les temps caractéristiques de la ventilation naturelle sont identifiés en considérant un couplage des effets thermiques de l’enveloppe avec l’aéraulique interne. Les méthodes analytiques, déjà validées dans la littérature scientifique, apportent rapidité et fiabilité sur les variables globales de la ventilation (température, débit de ventilation, hauteur de stratification). L’étude des phénomènes transitoires est également appréhendable par ces méthodes. Un modèle analytique a été développé en couplant l’aéraulique interne à un bilan d’enthalpie sur l’enveloppe du volume. Des simulations paramétriques ont ensuite été réalisées sur la résistance thermique équivalente de l’enveloppe et sa capacité calorifique (masse thermique). Il est montré que les temps d’établissement des régimes de ventilation par déplacement sont largement influencés par les échanges thermiques avec l’enveloppe, considérée ou non comme interne. La prise en compte (1) Voir Essais & Simulations 103, avril-mai-juin 2010, pour le compte rendu du dîner-débat et de la remise des prix. E SSAIS & S IMULATIONS ● OCTOBRE, NOVEMBRE, DÉCEMBRE 2010 ● PAGE 42

du couplage est déterminante sur la définition des temps d’établissement et des hauteurs d’interface. Ces éléments permettent de prédimensionner des stratégies de ventilation naturelle de manière fiable et rapide. Jean-Pierre Husson et Gille Gruez, de BERTIN Technologies, Saint-Quentin-en- Yvelines, ont présenté les développements réalisés dans le cadre du programme Météore de la DGA pour fournir aux opérationnels des Armées des outils d’aide à la décision concernant l’impact de la météo sur les opérations militaires. Plusieurs types de diagnostics sont proposés aux utilisateurs (cartographiques, temporels…). Des combinaisons de diagnostics permettent de prendre en compte la diversité des matériels et situations tactiques ou stratégiques à explorer. À ce jour, les outils sont alimentés en temps réel par les modèles de prévision météo de Météo France pour une analyse “tactique” à des échéances de quelques heures. Une alimentation par des données climatologiques issues des réanalyses ERA 40 du CEP permet des analyses “stratégiques” à des échéances de quelques semaines à quelques mois. Les développements futurs concernent l’élargissement des phénomènes physiques pris en compte, ainsi que l’alimentation par des modèles de prévision météo des alliés de l’OTAN. Lambert Pierrat, LJ-Consulting et LJK- LAB, Grenoble, a rappelé que les études de fiabilité prévisionnelle sont basées sur un taux de défaillance constant qui dépend de la température à travers un modèle de type Arrhenius ainsi que sur un profil de mission caractérisé par une succession de paliers de température. Une autre approche consiste à substituer à ce profil temporel déterministe une distribution statistique bornée indépendante du temps. Dans ces conditions, la propriété d’invariance du taux de défaillance constant est mise en défaut. On développe une approximation du modèle d’Arrhenius qui permet d’obtenir une solution analytique, valable pour une distribution de température bornée dans un intervalle. L’erreur associée à une température moyenne augmente fortement avec l’étendue de cet intervalle. L’approche proposée dépasse le cadre DR DR Sommaire de la conférence de Lambert Pierrat. F. Kihm lors de son exposé. d’application électronique et permet de définir et de déterminer une valeur adéquate de la température équivalente. Session Mécanique Présidée par Christian Lalanne, Lalanne Consultant La session Mécanique comportait trois exposés. Le premier, présenté par B. Colomiès (SOPEMEA), a fait un état des nouvelles méthodes d’essai sur la multiexcitation dans les normes militaires. L’essentiel de leur contenu a été rappelé à partir des différentes configurations d’excitateurs (SESA, MESA, MEMA), avec les procédures à suivre. Ces méthodes d’essai ont été illustrées par trois exemples réalisés à SOPEMEA : un essai de mouvement sur un siège, un essai de séisme biaxial et un essai sur un vérin de porte de l’A400M. Le deuxième exposé, proposé par L. Pierrat (LJ-Consulting), portait sur le calcul du facteur d’essai dans le cas d’un seul essai, les relations établies dans le Guide Mécanique n’étant démontrées que pour un nombre d’essais n supérieur ou égal à deux. Pour cela, l’auteur a proposé de substituer à l’approche statistique fréquentielle jusqu’ici utilisée une approche probabiliste bayésienne. La méthode consiste dans une première étape à définir une distribution équivalente de la résistance qui englobe les différentes distributions habituellement utilisées dans le domaine mécanique, puis à compenser par une approche bayésienne l’insuffisance de l’information expérimentale par une information a priori assez peu informative. Il est montré en définitive que la formulation du Guide peut aussi être utilisée pour un seul essai. Un composant moteur doit satisfaire à des spécifications vibratoires de type forfaitaire données par les différents constructeurs. Ces spécifications, établies pour un même type de moteur, peuvent différer entre elles de manière notable. Elles peuvent être de nature différente (sinus balayés ou DSP), plus ou moins sévères dans différentes gammes de fréquences ou encore couvrir des plages de fréquences plus ou moins larges. Il a donc été décidé de réaliser des mesures d’environnement vibratoire sur banc moteur afin de constituer un spectre synthétique à comparer aux cahiers des charges de qualification. F. Kihm (HBM-nCode Durability Products) et D. Delaux (Valeo Systèmes Thermiques) ont montré que si les spectres de qualification sont largement conservatifs à certaines fréquences, ils peuvent également sous-estimer les niveaux vibratoires dans d’autres. Session Modélisation Présidée par Bruno Colin, Nexter Systems Trois interventions étaient programmées dans cette session Modélisation, centrées autour de la fatigue vibratoire de structures mécaniques et de la qualification d’équipements mécaniques, soumis à des vibrations et à des chocs. L’ensemble des exposés est intégré au recueil des conférences du Colloque. Au cours de cette session Modélisation, le thème de la fatigue vibratoire a été abordé au travers de l’exposé de Michael Hack, de la société LMS International NV, qui a rappelé que traditionnellement le dimensionnement à la fatigue des structures mécaniques se faisait dans le domaine temporel, en utilisant des démarches de comptage de cycles E SSAIS & S IMULATIONS ● OCTOBRE, NOVEMBRE, DÉCEMBRE 2010 ● PAGE 43

Essais et Simulations - Découvrez la revue en version digitale

Pour vous abonner, joindre la rédaction, communiquer dans la revue ou simplement avoir plus d'informations sur votre métier, rendez-vous sur notre site internet :

www.essais-simulations.com