Génie mécanique
Analyse de la charge critique de flambement des pipes en composite hybride de type FMLs
Dans cette étude, une analyse linéaire par la méthode des éléments finis a été effectuée dans le but de prévoir le comportement au flambement des pipes en composite hybride CARAll (alliage d’aluminium -carbone/époxy). Des investigations sur l’effet de l’épaisseur de la couche du stratifié, la position de la couche d’aluminium (Al), nombre et diamètre d’entaille ont été effectuées pour l’évaluation de la charge critique de flambement λ. Les résultats obtenus ont montré que λ augmente avec l’augmentation de l’épaisseur, et que l’effet de la taille de l’imperfection géométrique n’est notable qu’à partir d’un diamètre d’entaille de 10mm, pour les orientations 0° et 10° seulement. Par ailleurs, la position interne des couches d’Al procure une résistance bien meilleure que d’être externe. Voir les détails
Mots clés : FMLs, Pipe, flambement, analyse par éléments finis.
Buckling under imposed displacement of hybrid composite pipes
The thin composite structures that are widely used due to their high mechanical characteristics become unstable when loaded with heat or mechanical loads leading to buckling which has become a major problem. Our study focuses on the study of the buckling behavior of laminated composite pipes, carbon fiber / epoxy matrix reinforced with layers of aluminum, hybrid composite materials that call. To this end, we considered a structure composed of two layers of aluminum alloy 2024 T6 and 12 ply composite T700 whose stratification is ordered as follows [A / (θ /-θ) C6 / A]. An analysis of buckling induced by imposed displacement was carried out, using the finite element method. The results show that buckling load factor decreases with increase of the fibers inclination angle and it increases with increasing thickness of the fold, but from 2mm, this latter become almost stable. Voir les détails
Mots clés : Buckling; hybrid composite, Pipe, notch, finite element analysis.
Comportement de la recristallisation statique de l’acier inoxydable ferritique type 430
Le comportement de la recristallisation statique d’un acier inoxydable type 430 a été examiné en utilisant des essais de laminage à chaud à une seule passe. Les essais de laminage à chaud étaient réalisés à des températures de C0870, C0950 et C01000 avec des réductions de 25 à 50% à une vitesse de déformation de 3,3S -1. Le volume recristallisé augmente avec l’augmentation de la réduction par laminage à chaud et le temps de maintien après laminage. Le processus de la restauration dynamique qui opère pendant le travail à chaud à une vitesse de déformation constante égale à 13 , 3Set à des températures égales à C0870et C01000est la restauration dynamique. Le microscope électronique à transmission montre que les basses températures de déformation (C0870) produisent des sous-joints irréguliers avec un intérieur de sous-grain très dense par les dislocations. La nucléation des nouveaux grains semble être associée avec les joints de grain initial principalement les bords de grain. Les équations empirique précises liant les variables de déformation et la taille de grain initial aux temps de recristallisation et la taille de grain recristallisé ont été développées avec succès et peuvent être utilisé pour la simulation de laminage à chaud. Voir les détails
Mots clés : Acier inoxydable type 430, laminage à chaud, restauration dynamique, restauration statique, recristallisation statique
Numerical study of heat transfer in a multilayer wall
We proposed a study digital, by finite difference, heat transfer in a multilayer wall (three layers) subjected to radiation condition on the inner side and taking into account the exchange of heat by conduction, convection on both sides. The operation of the digital code is developed on cases related to the problem in the ovens. The numerical results are shown examples of materials used in a cupola furnace in real conditions of functioning (fluxes, losses convectives, etc). They also analyse, the influence, on the transfer of warmth, some key parameters of the system as the choice of materials, the optimization of their thickness and also the variable nature of the flow. Voir les détails
Mots clés : Heat transfer, cupola, Heat Insulation.
Simulation numérique du transfert de chaleur pendant le procédé de soudage par friction malaxage durant deux phases
La simulation numérique du phénomène thermique apparaissant lors du procédé de soudage FSW (Friction Stir Welding) permet de connaitre l’influence des différents paramètres du procédé sur la distribution de température et l’histoire thermique, qui sert à l’optimisation du procédé et aussi elle est nécessaire à toute étude mécanique postérieure. Une simulation numérique tridimensionnelle du transfert de chaleur pendant les phases : de pénétration et de soudage, effectuée sur des tôles d’aluminium Al 6061-T6 de 12.7mm d’épaisseur, est présentée. Les équations du problème instationnaire sont résolues par la méthode des éléments finis, dans le cadre d’une formulation eulérienne que nous avons implantée sous le code COMSOL. Nous considérons un système de coordonnées mobile lié à l’outil pour surmonter les difficultés de la modélisation de la source de chaleur. Les propriétés thermomécaniques du matériau sont supposées constantes pendant le procédé de soudage, pour cette première approche. Les résultats obtenus nous ont permis de déterminer la valeur maximale de la température de la zone Noyau du joint soudé. La distribution de la température et sa valeur maximale au cours du procédé ont été déterminées pour trois valeurs de la vitesse de rotation différentes.Les résultats numériques obtenus montrent un accord acceptable avec les résultats de la littérature. Voir les détails
Mots clés : soudage par friction malaxage, transfert de chaleur, alliage d’Aluminium, COMSOL-Multiphisics
ETUDE NUMERIQUE DE L’EFFET DE LA GEOMETRIE DES BRULEURS DANS UN FOUR DE RECHAUFFAGE
Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une étude visant l’optimisation des paramètres de fonctionnement des brûleurs industriels à flamme de diffusion. L’exemple développé ici s’intéresse particulièrement à l’étude de l’effet des brûleurs sur les caractéristiques dynamique et thermique de l’écoulement ainsi que leurs impacts sur la stabilité de la flamme et la composition du mélange. L’étude est menée sur trois brûleurs industriels à gaz de 250 kilowatt. Les simulations numériques sont effectuées à l’aide du code de calcul FLUENT, en utilisant le modèle de turbulence k-ε standard couplé au modèle de combustion turbulente ED (Eddy Dissipation).les résultats obtenus pour différents modèles des brûleurs montrent que la structure de l’écoulement et la forme de la flamme dans la chambre de combustion dépendent de la forme du brûleur. Voir les détails
Mots clés : Brûleur industriel, Simulation numérique, Modèle κ −ε Standard, Combustion Turbulente.
Étude numérique de l’interaction entre jets dans un four de réchauffage
Ce travail s’inscrit dans le cadre d’une étude visant l’optimisation des paramètres de fonctionnement des brûleurs industriels à flamme de diffusion. L’exemple développé ici s’intéresse particulièrement à l’étude de l’effet de l’interaction entre jets sur les caractéristiques dynamique et thermique de l’écoulement ainsi que leurs impacts sur la stabilité de la flamme et la composition du mélange. L’étude est menée sur deux brûleurs industriels à gaz de 250 kilowatt. Les simulations numériques sont effectuées à l’aide du code de calcul FLUENT, en utilisant le modèle de turbulence k-ε standard couplé au modèle de combustion turbulente ED (Eddy Dissipation).les résultats obtenus pour différents modèles des brûleurs montrent que la structure de l’écoulement et la forme de la flamme dans la chambre de combustion dépendent de la forme du brûleur. Voir les détails
Mots clés : Brûleur industriel, Simulation numérique, Modèle κ −ε Standard, Combustion Turbulente
Elaboration Et Caractérisation Des Composites Thermostructuraux Utilisés Dans L’industrie Aéronautique
Considering the needs for light, resistant, reliable materials and with lower costs for the aeronautic industry, we choose the development of thermostructural composite materials for applications in extreme conditions: at high temperatures, under mechanical and thermal constraints, in oxidizing media and under irradiation. These materials are mainly used in structural applications at high temperature, where their use is considered in certain parts of engines of planes, or in braking containing carbon which to avoid metal braking. These materials can be used in other applications (Car, building, electricity, industrial plants…). For the environmental point of view , we plan to study the development of the thermostructural composites by ensuring the properties sought in the finished product, starting from silicon carbide fibers of first generation, or starting from carbon fibers, and with combination of two processes gas way and ceramic way. This work will combine the implementation of processes, the characterization (composition and microstructure) of materials and the study of their physico-chemical and mechanical behavior. In this project, we are interested in one hand, in the study and application of new ways of composite synthesis of ceramic and carbon and on the other hand, the understanding mechanisms and phenomena of these processes Voir les détails
Mots clés : composite, thermostructural, ceramic, carbon characterization, mechanical, thermal
A New Approach to Solve Inverse Kinematics of a Planar Flexible Continuum Robot
Research on the modeling of continuum robots, focused on ways to constrain the geometric models, while maintaining maximum specificities and mechanical properties of the robot. In this paper we propose a new numerical solution for solving the inverse geometric model of a planar flexible continuum robot, we assuming that each section is curved in an arc of a circle, while having the central axis of the inextensible structure. The inverse geometric model for one section is calculated geometrically, whereas the extreme points, of each section, used in calculating the inverse geometric model for multi-section is calculated numerically using a particle swarm optimization (PSO) method. Simulation examples of this method are carried to validate the proposed approach. Voir les détails
Mots clés : Flexible Continuum Robot, Planar Robot, Inverse kinematics, Particle Swarm Optimization
Influence des défauts de laminage sur l’évolution de la qualité des produits
Dans tous les domaines de l’industrie, la notion de mise en forme des matériaux intervient soit en amont, en aval ou en cours de production. L’objectif premier est de donner à une pièce métallique des dimensions situées dans une fourchette de tolérances données ainsi que des caractéristiques d’emploi, notamment mécaniques, précises. Parmi les techniques de formage les plus répandues dans l’industrie on trouve le laminage.Le processus de laminage est principalement utilisé pour produire des tiges, fil, tôle et tube où est largement utilisé pour la fabrication des produits semi-finis, les produits finis et l'équipement métallique. Les propriétés mécaniques qui ne doivent pas sortir de gamme des valeurs requises et des propriétés chimiques dont les teneurs sont prescrites par l’utilisateur des produits. Cependant des variations sont obtenues d’une coulée à une autre générant différentes teneurs dans la composition chimique. Ces variations influent sur les propriétés mécaniques et sur le facteur d’intensité de contraintes. L’objectif est de montrer que les hétérogénéités de laminage et de fabrication, présentes dans la structure expliquent les différences des énergies de rupture ainsi que les résistances à la propagation de fissure à différentes composition chimique. Les différences majeures dans les teneurs des éléments d’additions sont observées dans le chrome, le cuivre, l’aluminium et le phosphore. Les résultats obtenus de l’approche expérimentale (essais de résilience & Traction) ont servi à une étude de fiabilité par le logiciel Phiméca dans le cadre d’un couplage mécano-fiabiliste. Voir les détails
Mots clés : Laminage, défauts, rupture, résilience, ténacité, éléments d’additions