Génie mécanique

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A. Mokhtari, N.Tala-ighil, A. Brick Chaouche, Y. A. MASMOUDI  (2019)
Article de conférence

The nanoindentation test is used to determine the viscoelastic parameters of a thermoplastic polymer at ambient temperature. The aim of the study is to obtain a mean representative value taking into account the influence of the viscosity on the elastic modulus of the poypropylene. For that, Berkovich indenter has been chosen and applied load equal to 100mN. We used poypropylene as a prototype of viscoplastic material, having a creep more important than the others thermoplastic polymers. It was found that, during nanoindentation, the Young's modulus estimated by the Oliver-Pharr method is several times higher than that which is suitable. The Pile-up and viscoelasticity are usually at the cause of this failure and an analysis of their influences is attempted in this work. The loading and unloading curve obtained from FE simulation results by the nanoindentation test is then undertaken to complete the work. The various results have enabled to analyze the influence of viscosity on the elastic modulus of the polypropylene matrix. Voir les détails

Mots clés : thermoplastic polymer, Nanoindentation, constitutive behaviour, Finite Elements

Étude expérimentale du délaminageen mode I des tubes fabriquéspar enroulement filamentaire

F M L.REKBI, M.Hecini, A.KHECHAI  (2015)

The good behavior of composite materials under mechanical loading, make it aserious competitor to traditional materials. Inter laminar defects induced duringimplementation or during stress are the main sources of its interlaminar progressive damagecausing separation of the layers known as the delamination. This work is an experimentalstudy of mode I delamination of a laminated composite [±θ°] manufactured as a tube by thefilament winding process. Technical delamination characterization by DCB test specimens(Double Cantilever Beam) are used to determine the energy release rate in mode I andevolution of delamination resistance curves R. Tests were performed according to ASTMD5528 standard and the energy release rate in mode I (GIC) of two configurations isdetermined by the method of Berry. Voir les détails

Mots clés : matériaux composites, enroulement filamentaire, endommagement, délaminage, mode I, taux de restitution d’énergie, courbes-R

Computational study of droplet breakup in a trapped channel configurationusing volume of fluid method

T. CHEKIFI  (2018)

Computational Fluid Dynamics is performed to numerically investigate the droplet breakup of water in oil intrapped channel configuration. The volume-of-fluid (VOF) method based the commercial code FLUENT isadopted to track the interface. Two designs are suggested to study the effect of flow conditions parameters andouter channel size on the droplet breakup mode, droplet generation frequency and size. As a function of thevelocity ratio, droplets are formed in two modes, dripping mode: droplets were generated closed to the nozzle, itwas identified at low capillary number (Ca<0.005) and jetting mode: droplets were produced after a long jet,where the capillary number Ca varies from 0.01 to 0.025. The numerical results indicated the collection channeldiameter plays potential role in the determination of droplet size and droplet generation frequency, the shearforces excreted by the continuous phase on the dispersed thread are reduced in the wider model leading to havedroplets much bigger than the narrow model, the latter produced small droplets due the high shear stressgenerated in the confinement region. Furthermore, the droplet frequency and size are found to be stronglydependent on the capillary velocity ratio. However, increasing the flow velocity ratio in both models leadsdroplets to be generated in high frequency, while the droplet length was decreasing. This work also demonstratesthat the VOF method is an effective way to simulate the droplets breakup in trapped channel geometry. Voir les détails

Mots clés : T. Chekifi

Computational Investigation of Droplets Behaviour inside Passive Microfluidic Oscillator

T. CHEKIFI, B. dennai, R. Khelfaoui  (2017)

Recently, modeling immiscible fluids such as oil and water have been a classical research topic. Droplet-based microfluidics presents a unique platform for mixing, reaction, separation, dispersion of drops and many other functions. In this paper, we suggest a numerical CFD study of microfluidic oscillator with two different lengths of feedback loop. In order to produce simultaneous droplets of gasoil on water, a typical geometry that includes double T-junction is connected to the fluidic oscillator. Droplets production is computed by volume-of-fluid method (VOF). Flow oscillations of droplets were triggered by the Coanda effect of jet flow. The aim of work is to get a high oscillation frequency in the output of this passive device, the influence of hydrodynamics and physics parameters on the droplets frequency in the output of our microsystem is also investigated, the computational results show that, the length of feedback loop, operating pressure and interfacial tension have a significant effect on the droplets dynamic inside microfluidic oscillator. Across the range of low Reynold number, the droplets generation and its dynamics have been accurately controlled by adjusting applying pressure ratio of two phases. Voir les détails

Mots clés : Droplet, microfluidics, fluidic oscillator, CFD and VOF (volume of fluid method).


Chekifi Tawfiq (2016)
Thèse de doctorat

Ces travaux de recherche s’inscrivent d’une part dans une thématique demicrofluidique digitale : La microfluidique se propose d’imaginer de nouvelles techniquesadaptées aux microsystèmes et permettent d’attribuer aux microsystèmes des propriétésd’écoulements performantes malgré le caractère fortement laminaire de ces écoulements.Un aperçu général sur la microfluidique de microgoutte est présenté, incluant unaperçu bref des techniques de fabrication et des techniques de conception des microsystèmes.Une partie de notre travail porte sur les travaux antérieurs des écoulements dans les microscanaux. Nous exposons ensuite les détails des simulations numériques (en utilisant le codecommercial, Fluent) concernant l’analyse des micro-écoulements liquides.La génération de microgouttes s’effectue habituellement par agitation mécaniquevigoureuse. Les systèmes microfluidiques offrent une alternative aux systèmes classiques.Pour cela, il existe différentes techniques d’émulsifications microfluidiques.Les microstructures véhiculent localement des quantités beaucoup moins importantes deréactif que les procédés classiques, ils permettent aussi de travailler dans des conditions desécurité quasi maximales mais aussi d’augmenter la sélectivité chimique des réactions.La première technique développée pour générer des gouttes de façon contrôlée enmicrosystème est la jonction-T, Les microgouttes générées nécessitent des techniques demanipulation pour gérer et contrôler ces microgouttes. Dans cette étude, nous avons proposédes géométries à l’objectif de produire et manipuler par voie hydrodynamique lesmicrogouttes. Des résultats importants ont été obtenus dans les deux approches (numérique àl’aide de code commercial Fluent et expérimental à travers les moyens disponibles). Voir les détails

Mots clés : Microfluidique, microcanaux, microgoutte, écoulement dispersé, production des microgouttes, manipulation des microgouttes, simulation CFD (méthode de VOF)

Contribution à l’analyse de l’endommagement des matériauxcomposites

REKBI Fares Mohamed Laid (2016)
Thèse de doctorat

The composite materials with an organic matrix have become a serious competitor to traditional materials in avariety of industrial and domestic areas. However the inter-laminar defects induced during implementation or duringstress are the main sources of its progressive damage. The promotion and use of these materials require the study of themechanical behavior and the various formes of damage. The main of this work is study the mechanical behavior anddamage of tubular composite materials with glass fiber and organic matrix obtained by the filament winding method.The experimental investigation is to cut specimens from composite tube for determination of mechanical tensileproperties and the toughness expressed by the energy release rate of the double cantilever beam specimens atdélamination, and the evolution of resistance with R curves. The aim of numerical study is the modeling of the damagewith element finit method from « ABAQUS » logiciel for determination of the energy release rate. Voir les détails

Mots clés : Composites materials, characterization, damage, fracture, delamination, Cracking

Experimental and numerical analysis of mode?I interlaminar fractureof composite pipes

F M L.REKBI, M.Hecini, A.KHECHAI  (2018)

A common industrial production process for composites is filament winding, widely used for the production of axially symmetriccomponents. In these composite components, delamination is a predominant failure mechanism. The current workfocuses on investigating experimentally the effect of the initial crack and fiber bridging length on the mode-I delaminationresistance curve (R-curve) behavior of various double cantilever beam (DCB) specimens. For this purpose, the magnitudesof initiation and propagation fracture toughness (GIC-init and GIC-prop) and the compliance C are calculated. DCB specimenswith a stacking sequence of [± 50]6 and various initial crack lengths of a0 = 33, 37, 59 and 70 mm are manufactured from areal composite pipe using filament winding process. In order to evaluate the critical energy release rate in mode-I, variousfracture tests are conducted on these specimens. The greatest bridging zone length dues to good penetration of two adjacentlayers of the delamination interface. Moreover, the results indicate that the fiber bridging length has a significant effect onthe GIC and the largest value of fiber bridging causes a large fracture toughness value. Finally, numerical simulations areperformed using finite element (FE) method and GIC-init measurements obtained experimentally are compared to the numericalfindings. The numerical displacements and GIC-init, calculated from the numerical displacements, are found to be in goodagreement compared to the experimental results. Voir les détails

Mots clés : Filament wound composite, Critical energy release rate, Propagation energy release rate, DCB specimen, Fiber bridging

Etude de la nocivité des défauts de corrosion dans les pipelines detransport des hydrocarbures

Article de conférence

L’objectif de ce travail est d’estimer le degré de sécurité des pipelines de transport des hydrocarbures, fabriqués à partir de tôles laminés, à l’aide du diagramme intégrité de rupture. Pour ce faire, des essais de traction ont été faits sur des éprouvettes normalisées découper à partir du tube acier. Ensuite, nous avons présenté la distribution des contraintes élastiques et élastoplastique ainsi que le facteur d’intensité de contraintes obtenus par la méthode des éléments finis. Le tube à modéliser est soumis à une pression interne et comportant un défaut externe de corrosion localisé dans la direction longitudinale du tube dont la forme du défaut est semi elliptiques. Pour le comportement élastoplastique, la méthode volumétrique a été adoptée pour déterminer le facteur d’intensité de contrainte d’entaille. Voir les détails

Mots clés : pipelines, sécurité, méthode volumétrique, SINTAP, ténacité

Effet de laconfiguration géométrique sur le comportement mécanique d’un matériau composite stratifiéunidirectionnel

Article de conférence

L’objectif de ce travail est de faire une analyse du comportement mécanique d’un matériau composite stratifié composé de quatre plis unidirectionnels. L’objectif est d’étudier l’influence de l’angle de l’orientation des fibres sur les contraintes induites dans chaque pli du stratifié pour un empilement symétrique. Un diagramme, basé sur une programmation en code Matlab a été développé, peut être utilisé comme un moyen de contrôle et aide à la décision pour la sécurité du stratifié tenant compte de l’effet de l’orientation des fibres sur la distribution des contraintes, sur l’évolution des propriétés élastique ainsi que la discontinuité des contraintes dans le stratifié. Voir les détails

Mots clés : composite, stratifié, fibre, Boron/Epoxyde

Estimation de la durée de vie des pipelines HSLA par la méthodologie des surfaces de réponse

Djamel Zelmati, Oualid Ghalloudj, Mohamed Hassani, Abdelaziz AMIRAT  (2017)
Article de conférence

L’objectif de ce papier est l’estimation de la durée de vie restante des pipelines en acier micro-allié et de haute limite d’élasticité (HSLA) en se basant sur la méthodologie des surfaces de réponse. La fonction objective implicite est approximée par un polynôme représentant une surface de réponse quadratique. La présence d’un défaut sous forme de fissure semi elliptique dans la direction longitudinale du pipe acier, destiné pour le transport de gaz, va intensifie le champ de contraintes en tête de fissure et va décroitre la fonction d’état limite. Pour l’étude du comportement mécanique des pipes en acier grade API X70, des essais expérimentaux de traction et de résilience sont réalisés. La modélisation de l’évolution du champ de contraintes le long du ligament afin d’évaluer la valeur du facteur d’Intensité de contraintes. La prise en compte des incertitudes et le couplage entre le modèle mécanique et la méthode des éléments finis basé sur le code commercial ABAQUS est utilisé afin d’évaluer l’indice de fiabilité β et la probabilité de défaillance Pf sous forme d’un outil d’aide à la décision pour éventuels réparation ou remplacement de la portion des pipelines endommagée. Voir les détails

Mots clés : fissure semi elliptique, Fiabilité, surface de réponse, probabilité de défaillance, intensité de contraintes