UE Matériaux et Structures A

L'objectif est de présenter les outils théoriques qui permettent d'identifier et de formuler les lois de comportement des matériaux solides. Les principales classes de comportement abordées sont la viscoélasticité, l'élastoplasticité et la viscoplasticité. L'approche de la thermodynamique des processus irréversibles est introduite. Bien que les aspects phénoménologiques soient présentés, l'accent est mis sur les méthodes de changement d'échelle qui permettent de construire des lois de comportement macroscopiques à l'aide de modèles microscopiques. En effet, la prise en compte de mécanismes de déformation aux échelles méso ou micro permet d'apporter un sens physique aux variables internes.
Les points abordés sont les suivants :
- Aspects phénoménologiques - Mise en évidence des divers types de réponse (élastique, viscoélastique, plastique, viscoplastique) de matériaux lors d'essais mécaniques.
-Le comportement viscoélastique
- Le comportement élasto-plastique et élasto-visco-plastique. - Thermodynamique des milieux continus : Lois d'état, variables d'état, potentiel thermodynamique, hypothèse de normalité, potentiel de dissipation, prise en compte du comportement endommageable - Changement d'échelle et homogénéisation : Exemples de microstructures, méthodes simplifiées de Reuss et Voigt, méthodes des modules effectifs, méthodes d'homogénéisation périodique

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Les méthodes de détection montrent que les fissures peuvent être présentes en grand nombre dans les structures. La mécanique de la rupture permet de décider si ces fissures peuvent être tolérées sans risque ou s'il faut au contraire réparer ou rebuter la pièce. L'objectif du cours est de présenter les principales notions de rupture et de fatigue qui sont nécessaires pour les approches utilisées lors du dimensionnement des structures en tolérance au dommage. Les principaux points abordés sont : Rupture fragile (singularité du champ de contraintes, théorie du KIc, théorie énergétique de la rupture, expression de G, équivalence des théories de Irwin et de Griffith), Fatigue (amorçage des fissures en fatigue, lois de fissuration en fatigue, fatigue multiaxiale).

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Les points abordés sont les suivants :
* Les matériaux composites Renforts fibreux et matrices polymères Procédés de mise en oeuvre des composites à matrice polymère Application des matériaux composites dans différents secteurs industriels Le comportement mécanique des matériaux composites Mise en oeuvre de la théorie des composites stratifiés (TP sous Scilab) *Dimensionnement de structures composites Contraintes thermiques Théorie des plaques de Reissner-Mindlin (TP sous Scilab) Flambement *Modélisation par éléments finis d'une structure composite (TP avec le code industriel ABAQUS) Comparaison des diverses stratégies de modélisation du comportement élastique Etude d'une poutre sandwich Etude d'un panneau raidi

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Dimensionnement de structures minces

Maitriser différentes théories et modèles de poutres et plaques à analyser la réponse mécanique de structures minces (panneaux raidis - ailes, fuselages, wagons de trains, etc.)
Interprétation des résultats analytiques/numériques en phase avancée du projet (conception préliminaire + analyse de détail).

Dimensionnement d'assemblages

Maîtriser modèles analytiques et numériques pour l'analyse mécanique des assemblages collés (Volkersen, Goland et Reissner, Modèles de zone cohésive)
Prédire la résistance mécanique d'un assemblage collé à l'aide de théories basées sur modèles de type poutre et plaque (Hart-Smith, Fraisse et Schmit)

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