L’EFFET DE TRIAXIALITE DE LA SOLLICITATION SUR LE COMPORTEMENT DES STRUCTURES TUBULAIRES

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Date

2018-04-14

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Publisher

Universite Mouloud Mammeri

Abstract

Adopté depuis quelques décennies déjà sur les divers véhicules de transport, les structures tubulaires à paroi mince sont largement utilisées comme systèmes d‘absorption d’énergie (SAE) par déformation plastique.Contrairement aux systèmes classiques, le concept utilisé dans le cadre de ce travailest basé sur une idée originelle au travers d’un dispositif expérimental spécifique. Basée sur l’idée d’un écrasement complexe biaxial, la solution apportée consiste en l’usage d’un nouveau montage mécanique intitulé (ACTP), servant d’intermédiaire entre la presse ou le crash-test et l’éprouvette à écraser. L’efficacité de l’ACTP déjà largement mise en évidence dans son rôle de transformateur d’un chargement uniaxial en sollicitation biaxiale ou multiaxiale en régimes quasi-statique ou dynamique. Ainsi, son aptitude à renforcer la capacité dissipatrice d’énergie par déformation plastique de système tubulaire est déjà révélée sur des tubes à section circulaire essentiellement. L’objectif essentiel de ce travail vise finalement à améliorer la capacité dissipatrice d’énergie de systèmes tubulaires à section droite aussi bien circulaire que carrée sous déformations quasi-statique et dynamiquesimples et plus au moins complexes. Ainsi, cette étude de nature purement expérimentale est donc menée sur des tubes en cuivre (de section circulaire) et en aluminium (de section carrée). En effet, moyennant quelques aménagements techniques du dispositif originel, elle aborde donc divers aspects nouveaux pour deux matériaux métalliques différents. Une section circulaire classique à base de cuivre et une nouvelle caractérisée par une section carrée en aluminium ainsi que deux nouvelles configurations des plus complexifiées dites en mode sévère. Ainsi, désirant accentuer davantage la complexification de la charge,pas moins de sept configurationsdistinctes (Uniaxiale et Biaxiales-30°;-37°;-45°etBiaxiales-53°;-60°) sont testées sous chargements quasi-statique et dynamique, répertoriées en trois catégories respectivement, référence, modérée et sévère. Les résultats obtenus martèlent clairement que plus la complexité du chargement augmente (induite et régulée via l’ACTP), plus l’énergie absorbée par les systèmes tubulaires utilisés s’accroît. Un gain consistant d’énergie absorbée par rapport à l’uniaxial de référence, pour les deux régimes et les deux matériaux.Il avoisine globalement les 50% en faveur du cas biaxial-60°, cas le plus complexifié. Par ailleurs, en régime dynamique, cet accroissement de la dissipation d’énergie en fonction de la complexité du trajet de chargement est fortement accentué localement. Il dépasse de surcroit, 100% par rapport à l’uniaxial de référence localement en phase purement dynamique. Ainsi, l’état de concentration de contrainte multiaxiale généré naturellement par la bifurcation de la direction de la charge externe, se traduit alors par une simultanéité des déformations de compression, de flexion et de cisaillement, agissant sur la paroi des tubes et conduisant ainsi à un changement de comportementdes matériaux utilisés.Celui-ci se confirme objectivement par un accroissement substantiel de la résistance mécanique, attribuée au phénomène dit de surécrouissage, résultant du changement intrinsèque de comportement du matériau, lui même gouvérné par de divers mécanismes physiques locaux (densité de dislocation, bandes de glissement...). En conséquence, il est clair que plus la complexité du chargement biaxial est intense, plus la dissipation est élevée et ce quellesque soient la nature du matériau et la géométrie de la structure utilisées.

Description

155f. : ill. ; 30cm. (+ CD- Rom)

Keywords

STRUCTURE TUBULAIRE, EFFET DE LA SOLLICITATION, EFFET DE TRIAXIALITE

Citation

Génie mécanique