Génie mécanique
SIMULATION DU PHENOMENE DE DIFFUSION DE L’AZOTE DANS DE L’ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE APRES MAINTIEN A LA TEMPERATURE 350°C
L’objet de cette étude est de simuler le modèle de diffusion de l’azote dans de l’acier inoxydable du type AISI304, à une température de maintien constante de 350°C, en utilisant des réseaux de neurones. Le premier réseau de neurones présenté dans l’article permet de modéliser la concentration en azote en fonction de l’épaisseur de la couche nitrurée quelque soit le temps de maintien. Le deuxième réseau de neurones développé, consiste à exploiter d’une part le premier réseau qui fournit la concentration en azote C en fonction de l’épaisseur e pour un temps de maintien t, et d’autre part la deuxième loi de Fick avec un coefficient ce diffusion D variable en fonction de l’épaisseur, pour établir le modèle de concentration en azote en fonction simultanément de l’épaisseur et du temps de maintien à une température fixe de 350°C. La base de données utilisée pour réaliser les phases d’apprentissage et de validation des réseaux de neurones est constituée par les résultats expérimentaux obtenus de la nitruration sous plasma d’un échantillon d’acier inoxydable AISI304 à la température de 400°C [1]. Six échantillons obtenus à partir de l’échantillon ainsi nitruré, sont placés et maintenus sous vide primaire dans un four à la température fixe de 350°C et sont extraits et analysés par rayon X pour contrôler le non changement de phase et par EDX-MEB en surface et en profondeur pour déterminer le profil de concentration en azote à des temps de maintien variables. Le modèle donnant C(x,t) trouvé est satisfaisant avec des erreurs moindres comprises entre ±0,05. La limite de cette concentration n’a pas été cherchée, il fallait introduire d’autres données balisant le modèle ainsi que d’autres bases de données relative à plusieurs températures pour avoir des interpolations pouvant être valables et exploitables Voir les détails
Mots clés : nitruration, acier inoxydable, diffusion, réseaux de neurones
FIRST-PRINCIPLES STUDY ON MECHANICAL PROPERTIES OF THE PEROVSKITE RBRh3(R = Sc, Y AND La) ALLOYS
The structural, elastic and thermodynamic properties of the cubic perovskite RBRh3 (R=Sc, Y and La) compounds have been calculated using the full-potential linearized-augmented plane wave with the mixed basis FP/APW+lo method. The exchange-correlation potential is treated with the generalized gradient approximation of Perdew-Burke-Ernzerhof (GGA-PBE). The calculated structural properties are in excellent agreement with the available experimental and theoretical data. Single-crystal elastic constants are calculated using the total energy variation with strain technique, then the shear odulus, Young’s modulus, Poisson’s ratio and anisotropic factor are derived for polycrystalline RBRh3. Ductility behaviour of these compounds is discussed via the elastic constantsij C Voir les détails
Mots clés : Perovskite borides; ab initio calculations; Elastic constants.
Optical properties of undoped and iron doped TiO2thin films grown by RF magnetron sputtering
Titanium dioxide (TiO2) and iron doped (TiO2: Fe) films have been prepared by direct exposure of Ti and TiFe metallic films to thermal oxidation. Ti and TiFe films were deposited on glass substrates using RF magnetron sputtering technique. In this study we report on the effect of thickness on optical properties of TiO2 and the effect of iron concentration on structural and optical properties of iron doped (TiO2: Fe) films. Structural properties of the obtained TiO2 were presented in a previous paper [1]. The phase structure of TiO2: Fe thin films was identified by grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD). The composition of TiO2: Fefilms was extracted from RBS and EDX spectra, the iron concentration in the films varies from 9 % to 35 at %. From X-ray diffraction spectra, it can be seen that all the films present two phases: rutile and anatase . We note also the presence of iron oxide Fe2O3 for the sample with the highest iron concentration (Fe: 35%). Optical properties of TiO2 and TiO2:Fe films were studied by means of UV-Visible spectroscopy.Transmittance spectra of TiO2 films show a good transparency in the visible region with a band gap ranging from 3.44 to 3.66 eV. However Transmittance curves of TiO2: Fe films present a considerable absorption edge shift to long wavelength when the amount of Fe increases from 0 to 35 at %. It was found that the band gap value of TiO2:Fe films decreases from 3.66 to 2.44 eV with iron concentration increasing Voir les détails
Mots clés : RF magnetron sputtering, Thermal oxidation, TiO2films, TiO2:Fe films, optical properties
CARACTERISATION D’UN COMPOSITE WC-W-NI OBTENU PAR INFILTRATION : EFFET DU NICKEL SUR LA CONSOLIDATION DU WC/W2C
Ce travail s’intéresse essentiellement à l’évolution microstructurale du mélange de poudres libres WC-5W-5Ni au cours de l’infiltration par le liant Cu10Ni6Sn. Ce procédé non conventionnel est souvent utilisé pour réaliser la matrice des outils de forage pétrolier et minier. Nous avons caractérisé les différentes zones du composé formé afin de mettre en évidence l’effet du nickel sur la consolidation de WC/W2C en l’absence de tungstène, ainsi que la réactivité des éléments de la poudre sur la microstructure produite. La morphologie et la répartition des éléments constituants la matrice sont établies par MEB couplé à l’EDS. Un profil de concentration et cartographie, établis par EDS, sont réalisés afin d’étudier aussi bien l’effet de la réactivité de la poudre avec le liant qu’avec les éléments eux mêmes. Nous avons aussi réalisé un profil de microdureté HV0.1 dans le sens de l’infiltration des consolidés. Voir les détails
Mots clés : infiltration, poudres libres, composite, frittage
L’INFLUENCE DES CHARGES ORGANIQUES SUR LES PROPRIETES PHYSICO-MECANIQUE DE LA RESINE EPOXY (CAS LA POUDRE DE LIEGE)
les composites ne cessent d’évoluer vers des produits de plus en plus performants, soit économiques, soit résistants et durables ou bien les deux à la fois. De plus et dans un souci de protection de l’environnement et de santé publique, il y a tout intérêt à y intégrer de plus, le caractère écologique et environnemental. Dans ce contexte, le liège apparait comme une des solutions sus citée puisque matériau naturel de structure cellulaire possédant des propriétés très intéressantes : faible densité, grande compressibilité dimensionnelle, bon isolant thermique acoustique et vibratoire, stabilité chimique et longévité. L’objet de ce présent travail se propose d’injecter le pourcentage de poudre de liège le plus adéquat pouvant améliorer au mieux les caractéristiques d’une matrice thermodurcissable (résine époxyde). L’activité qui a été retenue repose sur l’élaboration de composites qui seront obtenus par variation de la proportion de la poudre et caractérisation de mélange à l’état frais et l’état réticulé. Les résultats obtenus ont montré que la proportion de poudre de liège améliore favorablement le comportement mécanique notamment à 10% Voir les détails
Mots clés : poudre de liège, composites, isolation, résine époxyde, caractérisation mécanique et morphologique
Analyse de Rigidité et Réalisation d'un Rover BC Rover 11
Les robots mobiles trouvent leurs applications de nos jours dans plusieurs domaines. On identifie principalement l'exploration terrestre (polaire et volcanologique) ou planétaire (lune, mars) ainsi que les applications militaires ou civiles pour l'observation et la surveillance dans des environnements naturels, urbains … L’application visée est la validation d’une conception et sa fabrication en utilisant des matériaux composites comme base du robot mobile. Nous décrivons de manière formelle la structure complète du robot mobile, Cette synthèse aborde l’interaction entre le robot mobile et un partenaire humain distant ou partageant son environnement dans le cadre de la robotique d’assistance à la personne. Une telle interaction s'exprime pleinement dans des situations où l'homme et le robot doivent agir en collaboration pour réaliser une tâche où ils partagent l'espace de travail et se perçoivent directement. Dans ce travail, quatre aspects fondamentaux de l’étude, conception, fabrication et validation de la base mobile en matériaux composite (polyptère, tissu) du prototype du robot mobile seront abordés. Voir les détails
Mots clés : Robot mobile autonome, bras manipulateur, comportement réactif, asservissement visuel
A numerical study of viscous dissipation effect on non-Newtonian fluid flow inside elliptical duct
Laminar heat transfer inside duct with elliptical cross section, subjected to uniform wall temperature is studied by taking into account the viscous dissipation. The temperatures distributions are evaluated numerically by using a dynamic Alternating Direction Implicit method (dADI). Nusselt number (Nu) is presented graphically for various Brinkman number (Br) and aspect ratio for a non-Newtonian fluid described by the power law model. The results obtained showed a good agreement with those found in the literature for fluid flow in circular cross section ducts and in elliptical cross section without viscous dissipation effects. It is shown that in the fully developed region and for Br ≠ 0, Nusselt number has a fixed asymptotic value independent of Brinkman number (Br). In the thermally developing region, it is observed a single fixed point independent of heating or cooling condition which the numerical value is equal to the asymptotic Nusselt number. Another relevant feature is that in the fully developed region, the Nusselt number increases with the aspect ratio. Voir les détails
Mots clés : Elliptical duct section, Viscous dissipation, Non-Newtonian fluids, Power law model, Laminar forced convection
Numerical study of thermal Effects in the hydrodynamic Behavior of textured journal bearings
The journals bearing characteristics with texture presence on the bearing surface are investigated. The thermaleffect has been studied. The used numerical approach in this analysis is Finite Difference Method. The textured bearingperformance enhancement passes essentially by a minimum film thickness and a friction torque improvement through anappropriate surface texture geometry and right texture distribution on the bearing surface. It is found that the simulationresults are in good concordance with those issued from the litterature. The obtained results by considering thetemperature effect are more realistic. Voir les détails
Mots clés : Hydrodynamic lubrication, journal bearing, texturation, dimple
Surface texturing effect comparative analysis in the hydrodynamic journal bearings
The journal bearing is a complex system with high film convergence and with cavitation hydrodynamicphenomena. The surface texturation influence study on journal bearing performances requiresunavoidably experimental investigations followed by a numerical modelling of the problem. This work consistsin modellization and understanding of the journal bearing characteristics in both cases of presence orabsence of textures onto the bearing surface. The finite difference method is used as numerical approachin the analysis. The textured bearing performance enhancement passes essentially by an improvement of aminimum film thickness, a maximum pressure and a friction torque through an appropriate surface texturegeometry and appropriate texture distribution on the contact surface. It is found that the simulationsresults are in good concordance with litteratures. The texture area position on the bearing surface is theprimary endpoint for journal bearing performance enhancement. The best design of textured area dependsstrongly on the geometrical parameters and the journal bearing operating conditions. Voir les détails
Mots clés : Journal bearings, Reynolds equation, Hydrodynamic lubrication, Stribeck curve, texture
Effect of textured area on the performances of a hydrodynamic journal bearing
A growing interest is given to the textured hydrodynamic lubricated contacts. The use of textured surfaceswith different shapes of microcavities (textures) and at different locations of the texture zone can be aneffective approach to improve the performance of bearings. The present study examines the texturelocation influence on the hydrodynamic journal bearing performance. A numerical modelling is used toanalyze the cylindrical texture shape effect on the characteristics of a hydrodynamic journal bearing. Thetheoretical results show that the most important characteristics can be improved through an appropriatearrangement of the textured area on the contact surface. Voir les détails
Mots clés : textures, Hydrodynamic lubrication, journal bearing, Finite difference method