Mécanique
EFFET D’HYBRIDATION SUR LE COMPORTEMENT DE SEMI-CONDUCTEUR TYPE Fe(III)-OXO/TiO2 : ETUDE COMPUTATIONNELLE
Les complexes métalliques ont une importance capitale en différents domaines industriels, tels que l’énergie renouvelable, biomécanique, métallurgie, peinture, chimie, biochimie, agricole …etc.Plusieurs études expérimentales et théoriques ont été développées pour combiner entre ces complexes pour créer des nouveaux matériaux plus performants et répondant aux exigences les plus sévères possible. À cette raison nous avons étudié le comportement de croissance et la stabilité de petits agrégats à l’échelle moléculaire d’oxyde du titane pur (TiO2)n, et leurs hybrides (composites) FemTin-mO2n[n=2-3,m=1 à (n-1)] aussi bien que leurs propriétés structurales, électroniques en employant la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) et théorie fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT). Nous utilisons deux fonctionnels hybrides DFT/B3PW91, B3LYP avec différentes bases (6-31G(d), LANL2DZ, TZVP) pour obtenir les isomères plus stables des agrégats d'oxyde pur et hybride c-à-d le meilleur comportement des complexes. En outre l'énergie de formation et le gap d’énergie (HOMO, LUMO) pour la structure la plus stable des agrégats de(TiO2)n pour chaque n ont été également calculés et discutés. Avec l'augmentation de la taille de nanoparticule nous trouvons une augmentation dans l'énergie de formation et par conséquent la stabilité des agrégats.Nos résultats sont en bon accord avec les résultats expérimentaux et théoriques disponibles. Voir les détails
Mots clés : Complexes métalliques, comportement, Hybride, DFT
Calcul d’incertitude des paramètres expérimentaux de soudage TIG et optimisation de la source d’énergie.
La présente recherche est portée principalement sur la détermination des incertitudes lors l’évaluation des paramètres expérimentaux au cours du soudage TIG et l’appréciation de leur impact. Les effets de ces incertitudes sont mis en évidence par le calcul des cycles thermiques à quelques points sur des tôles d’acier 304L, à usage aéronautique. Le flux thermique de l’arc électrique du soudage est modélisé par une source de chaleur surfacique Gaussienne de forme bi-elliptique. La méthode des éléments finis tridimensionnel MEF-3D est utilisée dans les calculs. Une recherche du maillage optimal du calcul est menée. Les rayons de ce modèle source thermique sont optimisés à la base d’une confrontation expérimentale. La meilleure combinaison des valeurs de ces rayons est obtenue et montre un écart numérique/expérimental minimal. La simulation nous a permis d’avoir le champ thermique, les cycles thermiques et de déduire l’étendus des zones à risques (ZAT, ZF) du cordon soudé de la tôle d’Acier inoxydable. Une validation expérimentale est faite donc dans ce travail avec succès. Voir les détails
Mots clés : soudage TIG, effet d’incertitude, source de chaleur Gaussienne, MEF, 3D, cycle thermique, ZAT, ZF.
Endommagement progressif sous chargement de compression dans les stratifies hybrides contenant un défaut
Ce papier décrit une étude expérimentale de la progression de l’endommagement dans les stratifiés hybrides chargés en compression avec un trou circulaire. La plupart des échantillons ont été testés jusqu’à la rupture ultime mais pour les autres, le test est arrêté avant la rupture. L'examen de la surface du trou des spécimens arrêtés avant rupture ultime révèle l’apparition du délaminage à l’interface aluminium/stratifié au bord du trou. Le chargement de compression provoque trois principaux types de dommages dans les stratifiés hybrides, à savoir la fissuration de la matrice, la délamination et la rupture des fibres qui ensemble peuvent sérieusement dégrader le stratifié hybride en compression. Le delaminage s’initié au bord du trou et continue à se propager lorsque la charge augmente, d'abord lentement puis rapidement à la charge de rupture. Voir les détails
Mots clés : stratifié hybride, dommage, délaminage, compression
Mechanical properties of hybrid composites laminates reinforced with carbon and glass fibers
Composite materials possess the characteristics of high stiffness and high fatigue strength, which are desirable for advanced aircraft components. However, the mechanical behavior of such materials depends upon a variety of factors such as fiber volume fraction, percentage of voids, lay-up order and reinforcement type, the effects of which are difficult to establish individually. The objective of the current study was to gain a better understanding of mechanical properties of hybrid composite laminate reinforced with weave carbon/glass fiber manufactured using vacuum assisted resin molding process with STR Midapoxy resin. Responses of weave carbon/epoxy and weave glass/epoxy laminates were also investigated to compare with that of hybrid samples. This experimental investigation was conducted to study the effect of hybrid composite specimen subjected to in-plane tensile, three-point-bending flexural and compressive loading on a universal testing machine according to ASTM standards. The failure modes were observed using an optical microscope, and the results show that the carbon/epoxy composite laminate had the highest mechanical strength and modulus and the hybrid composites increase with increasing relative carbon fiber volume fraction. It can be concluded that improvement in the balance of stiffness and toughness in composite laminates can be realize through hybridization. Voir les détails
Mots clés : Woven fiber, hybrid effect, Composite laminate, mechanical properties
Analyse expérimentale du comportement en traction et en flexion des différent composites stratifies
Des essais de flexion trois points effectués sur un stratifié à 6 couches verre-perlon-acrylique (V-4P-V) à usage orthopédique ont permis d’identifier ses caractéristiques mécaniques et de mettre en évidence l’influence du sens de découpe des échantillons. Ces propriétés mécaniques qui se caractérisent par une dispersion affichent dans la direction du sens du moulage des valeurs de contrainte à la rupture et du module de Young inférieures à celles mesurées dans le sens perpendiculaire. La seconde partie de ce travail est consacrée au choix motive de l’approche statistique qui nous conduit à appliquer le modèle de Weibull pour évaluer la dangerosité d’une sollicitation en terme de probabilité de rupture. Voir les détails
Mots clés : composite, Weibull, rupture flexion trois points
Caractérisation et étude de l’usure des revêtements élaborés par projection thermique HVOF
L’objet de ce travail concerne la caractérisation microstructurale et l’étude de l’usure des revêtements métalliques élaborés par projection thermique (type HVOF : High Velocity Oxyfuel Flame). Trois types de revêtementsdifférents (WC- 12%Co, Cr3C2–25%NiCr et T-400) sont analysés contre un échantillon revêtu en Babits. Les essais d’usure type ‘plan-plan’ sont mis en œuvre en réalisant un dispositif spécifique, afin d’étudier le comportement à l’usure de cesrevêtements. Des investigations sur l’effet de la vitesse, la force et la période d’essai ont été effectuées afin de déduire le meilleur revêtement à retenir pour les applications industrielles comme ‘la pétrochimie’ Voir les détails
Mots clés : usure, microstructure, rugosité, revêtement, dureté
Détermination du coefficient de concentration de contrainte pour un problème de fissure interne dans un matériau hétérogène sollicité en mode anti-plan par deux approches distinctes
Dans ce travail deux approches ont été utilisées pour déterminer le coefficient de concentration de contrainte pour un problème de fissure interne dans un matériau hétérogène sollicité en mode antiplan. La méthode semi analytique a été utilisée pour évaluer le facteur d’intensité de contrainte dans le cas de chargement en mode antiplan, c’est une méthode sans maillage basée sur la résolution analytique et numérique d’une équation intégrale singulière. L’autre méthode qui est celle des éléments finis étendue XFEM est employée pour sa simplicité d’implémentation et le rapport précision/effort de calcul qui sont ses deux principaux avantages par rapport à la méthode FEM standard. Dans un but de comparaison, nous avons évalué avec les deux approches le facteur d’intensité de contrainte pour un problème de fissure interne dans un modèle constitué de trois matériaux sollicité en mode antiplan Voir les détails
Mots clés : XFEM, fissure, mode antiplan
Comparative study of the thermal behavior of the tribological couples copper-graphite and graphitegraphite
The dry tribological behavior copper-graphite and graphite-graphite pairs in sliding contact is studied. The tests were carried out with a pin-on-disc tribometer in ambient air. The experimental results show the evolution of the temperature as a function of the normal load and the sliding speed. These results show that these two parameters have a significant influence on the variation of the average contact temperature. The discussion of results is based on observations by optical microscope and interfacial phenomena resulting from friction Voir les détails
Mots clés : Temperature, contact, friction, copper, graphite. normal load, sliding speed
Traitement Mécanique de surface - Effet sur la dureté superficielle d’un alliage d’aluminium
La dureté en surface joue un rôle important dans la durée de vie d’une pièce mécanique soumise au frottement et à l’usure. Elle peut être améliorée par les procédés de finition, en l’occurrence le traitement mécanique de surface "TMS", comme le brunissage ou galetage à la bille. Toutefois, le résultat du traitement est conditionné par la maîtrise de l’opération. Cette étude a pour objectif, l’application du procédé de brunissage pour un alliage d'aluminium du commerce et l'optimisation des paramètres technologiques de traitement. Les paramètres considérés sont : l'avance "f", l'effort appliqué "Py" et le diamètre de bille "Db". La relation entre ces paramètres et la microdureté mesurée en surface "Hv", a été mise en évidence à l'aide des plans d’expériences multifactoriels de "box-behenken". A l’aide d’un algorythme, un régime optimal a été prédit en vue d'obtenir un maximum d’effet (Hvmax). Les résultats expérimentaux ont montré qu’il est possible d’atteindre une amélioration de la dureté superficielle de 30÷50 % pour ce matériau, au moyen de ce procédé. Voir les détails
Mots clés : Brunissage, dureté superficielle, optimisation, plans d'expériences, traitement de surface
Study of the morphology of oxide scale formedon hot-rolled steel
Mechanism of oxide scales formation on steel during hot rolling process is delicately determined and their structures are extremely complex. This work is part of larger studies made to understand the oxide scale behavior. Therefore, the morphology of oxides is determined by optical microscopy. Identification of the mechanical properties of oxide scales is achieved by micro-hardness measurement. The work has revealed a variation of microstructure in several layers of oxide. It was obtained that the oxide scales consisting mainly of wüstite FeO, magnetite Fe3O4 and hematite Fe2O3 owing to the formation of voids and cracks in the scales, especially on the outer layer where it is high porous. The intermediate layers is thicker than others oxide layers. The outer layer has a lowest hardness and highest porosity. Voir les détails
Mots clés : oxide scales; steel; hardness; metallographicmorphology