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    Analyse du comportement mécanique des nano- composites à base de nanotubes de carbone
    (2021-03-09) SI TAYEB TAYEB; Encadreur: ZIDOUR MOHAMED; Co-Encadreur: HEIRECHE Houari
    Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Ce présent travail porte sur l’analyse de flambement des plaques polymères renforce par des nanotubes des carbones soumis à des forces uni-axiales et bi-axiales dans le plan en utilisant une théorie d’ordre élevée. Cette théorie tient en compte les effets de cisaillement transversaux et la distribution parabolique des contraintes de cisaillement transversal à travers l'épaisseur de la plaque, de même elle satisfait les conditions aux limites des contraintes nulles sur les surfaces supérieure et inférieure de la plaque. Les équations du mouvement associées à la présente théorie sont obtenues en utilisant le principe des déplacements virtuels. (Principe de Hamilton) pour analyser la charge critique de flambement d’une plaque en polymère renforcée par des nanotubes de carbone. Les équations du modèle sont dérivées et les charge critiques de flambement en compression axiale sont obtenues avec différentes dispositions des nanotubes de carbone dans la matrice polymère, La validité de la présente théorie est vérifiée en comparant les résultats déterminés par cette théorie à d’autres résultats disponibles dans la littérature. Les effets des différents paramètres tels que, les fractions volumiques, les rapports géométriques de la plaque, les nombre de mode et le type de renforcement par des nanotubes de carbone a été analysés et discutés. A travers les résultats trouvés, on peut conclure que la distribution parabolique de type (X-CNT-NL) rendre la plaque plus rigide que les autres type et qui nous donnons une charge critique de flambement très importante. Mots clés : Nanotube ; cisaillement ; nano composite; Hamilton; distribution parabolique ; flambement Abstract This present work focuses on the analysis of buckling of polymeric plates reinforced by nanotubes of carbon subjected to uni-axial and bi-axial forces in the plane using a high order theory. This theory takes into account the transverse shear effects and the parabolic distribution of transverse shear stresses through the thickness of the plate, as well as it satisfies the boundary conditions of zero stresses on the upper and lower surfaces of the plate. The equations of motion associated with the present theory are obtained by using the principle of virtual displacements (Hamilton's principle) to analyze the critical buckling load of a polymer plate reinforced with carbon nanotubes. The model equations are derived and the critical axial compressive buckling loads are obtained with different arrangements of carbon nanotubes in the polymer matrix. The validity of this theory is verified by comparing the results determined by this theory with other results available in the literature, the effects of different parameters such as, volume fractions, geometric ratios of the plate, number of modes and the type of reinforcement has been analyzed and discussed. Through the results found, we can conclude that the parabolic type distribution (X-CNT-NL) makes the plate more rigid than the other type and that we give a very important critical buckling load. Keywords: Nanotube; shear; Nano composite; Hamilton; parabolic distribution; buckling
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    Etude du comportement mécanique des structures en polymères renforcées par des nanotubes de carbone
    (2021-07-06) BOULAL Ammar; Encadreur: ZIDOUR Mohamed; Co-Encadreur: HEIRECHE Houari
    Résumé (Français et/ou Anglais) : Cette thèse de doctorat traite l’étude du comportement au flambement de plaques composites renforcées par des nanotubes de carbone, reposant sur une fondation élastique, suggérée par (Kerr 1964). Les NTC’s considérés sont à simple paroi avec trois types de distributions de matériau de renforcement aligné uniaxialement. Le principe de Hamilton a été utilisé afin d’obtenir les équations énergétiques dont l’énergie virtuelle potentielle résultante de la fondation élastique est impliquée. La réponse de la plaque CNTRC de flambement a été déterminée par l’introduction des paramètres adimensionnels en se basant sur la théorie de déformation par cisaillement d’ordre élevé (HSDT). Les modèles mathématiques fournis et les solutions actuelles sont validés numériquement par comparaison avec les résultats disponibles dans la littérature. Les résultats ont montrés la dépendance de flambement sur les différents paramètres dont les rapports d'aspect, la fraction volumique, les types de distribution et l'épaisseur des plaques ainsi que les paramètres des facteurs constants de la fondation Kerr. Il a été révélé que la plaque avec ou sans fondation élastique renforcée par X-CNT présente une résistance élevée au phénomène de flambement par rapport aux autres types de renforcement UD et O-NTC. Par ailleurs, le modèle de fondation Kerr offre une meilleure approche en termes de rigidité comparé au modèle de Winkler et de Pasternak pour étudier les caractéristiques de flambement de ce type de structures. Mots clés : Flambement; Plaque ; Fondation Kerr; Matériel de renfort; Nanotube de carbone ; Fraction volumique. The present doctoral thesis studies the buckling behaviour of carbon nanotube reinforced composite plates resting on elastic foundation, suggested by (Kerr 1964). The CNTs considered are single-walled with three types of uniaxially aligned reinforcing material distributions. Hamilton’s principle was used to obtain the energy equations in which the resulting virtual potential energy of the elastic foundation is involved. The buckling response of the CNTRC plate was determined by introducing the dimensionless parameters based on the high order shear deformation theory (HSDT). The provided mathematical models and the actual solutions are numerically validated by comparison with available results in the literature. The results showed the dependence of buckling on different parameters including aspect ratios, volume fraction, distribution types and plate thickness as well as Kerr foundation constant factor parameters. It has been revealed that the plate with or without elastic foundation reinforced by X-CNT has a high resistance to buckling phenomenon compared to other types of UD and O-NTC reinforcement. Furthermore, the Kerr foundation model offers a better approach in terms of stiffness compared to the Winkler and Pasternak model to study the buckling characteristics of this type of structures. Keywords: Buckling; Plate; Kerr foundation; Reinforcement material; NanoTubes of carbon; Volume fraction.