- [ VRPG-Doc-Sc] Génie mécanique --- هندسة ميكانيكية

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Modélisation par éléments finis du comportement en rupture des coques métalliques renforcées par un matériau composite
(2012-10-20) SAHNOUN Mohamed; Encadreur: OUINAS Djamel; Co-Encadreur: BELHOUARI Mohamed
Résumé Récemment, l'utilisation des adhésifs est acceptée comme un processus de réparation des structures pour augmenter la durée de vie des composants endommagés. Le patch permet la redistribution alternative de contraintes; ainsi, la distribution de contraintes originales est transférée au renfort par attachement. La durée vie de fatigue et les contraintes résiduelles de la tôle réparée dépendent de l’efficacité de l'attachement. L'avantage principal de l’adhésif sur les autres méthodes d'attachement telles que les rivets ou les boulons, entraîne une distribution plus uniforme de la charge par une réduction maximale des concentrations de contraintes. Notre étude porte sur la méthode de réparation en employant des pièces semi-circulaires, adhésivement collées sur une plaque fissurée à l’extrémité de la plaque. La méthode des éléments finis est utilisée pour analyser le comportement d’une fissure au bord réparée par un renfort en composite. La connaissance de la distribution des contraintes au voisinage des fissures a une importance pour leur analyse en fonction de la géométrie du patch. Les effets des propriétés mécaniques et géométriques du patch sur la variation du FIC à la pointe de la fissure avec et sans présence du décollement en mode I ont été mis en évidence. Une étude comparative du comportement d’une fissure émanant de deux types d’entaille (circulaire et semi-circulaire latérale) dans des structures de à simple et double chevauchement. On fait la comparaison entre les différents matériaux des substrats. Le chargement excentrique peut aboutir aux fléchissements de l’assemblage à simple recouvrement et les variations de contraintes locales près des fins de la région de chevauchement sont caractérisées par de hauts gradients. Une intéressante étude réalisée entre les défauts géométriques de surface et l’orientation des fibres de plaque stratifiée ainsi que les propriétés mécaniques du matériau pour résister à la naissance de fissure. Nous étudierons la répartition des contraintes et la variation du facteur de concentration de contraintes au fond d’une entaille circulaire dans une plaque et dans une coque circulaire de rayon R dans la seconde partie. Le stratifié est constitué de plusieurs plis orientés dans l’ordre de séquence . Les résultats obtenus montrent que la bonne orientation des fibres possédant les hautes propriétés mécaniques par rapport à l’avancée de la fissure influe d’une manière considérable sur la réduction du FIC. Pour le boron/époxy de fibre 0° en y-direction par rapport à un patch de fibres en x-direction est de l’ordre 50%. Les propriétés adhésives doivent être optimisées pour augmenter la performance de la réparation de pièce par le renfort. La réduction du FIC prend de l’importance lorsque l’épaisseur de l’adhésif diminue. Un comportement inverse se produit pour une épaisseur importante du patch, l’augmentation de celle-ci diminue l’effet négatif du décollement. Les résultats obtenus montrent que la réduction du FIC augmente avec l’augmentation de l’épaisseur du patch pour des hauteurs de disbond supérieures à la taille de la fissure. Un comportement inverse se produit lorsque la longueur de la fissure dépasse la hauteur de FW disbond. Lorsqu’une hauteur du FW disbond est supérieure à la longueur de la fissure , la réduction du patch dépasse 50% lorsque l’épaisseur du patch est supérieure à 1mm. Mots clés : Décollement, Patch en composite, Fissure, Facteur d’intensité de contraintes, Stratifié, MEF Abstract Recently, the use of adhesives is accepted as a repair process structures to increase the service life of damaged components. The patch enables the redistribution of alternative stress, so the original stress distribution is transferred to the reinforcement by attachment. The duration of fatigue life and residual stress of the plate repaired on the efficiency of attachment. The main advantage of the adhesive over other methods of attachment such as rivets or bolts, resulting in more uniform distribution of load by minimizing stress concentrations. Our study focuses on the repair method employing semi-circular pieces, adhesively bonded to a cracked plate at the plate end. The finite element method is used to analyze the behavior of a crack along a repaired composite reinforcement. Knowing the stress distribution in the cracks vicinity has importance for the analysis based on the patch geometry. The effects of mechanical and geometrical properties of the patch on the variation of SIF at the crack tip with and without the presence of delamination in mode I have been highlighted. A comparative study of the behavior of a crack emanating from two types of notch (circular and semicircular side) in structures with single and double overlap. Comparison is made between the different materials of the substrates. The eccentric loading can lead to downturns in the assembly simple recovery and changes in local stresses near the ends of the overlap region are characterized by high gradients An interesting study carried out between the geometrical surface defects and fiber orientation of laminated plate and the mechanical properties of the material to resist the rise of crack. We will study the stress distribution and variation of the stress concentration factor at the circular notch root in a plate and a circular shell of radius R in the second part. The laminate consists of several layers oriented in the order of sequence The results obtained show that the correct orientation of the fibers with high mechanical properties compared to the advance of the crack affects a considerable way in reducing the FIC. For boron/epoxy 0 ° fiber in y-direction with respect to a patch fiber in x-direction is about 50%. The adhesive properties must be optimized to increase the performance of the repair part of the reinforcement. SIF reduction becomes important when the adhesive thickness decreases. An opposite behavior occurs for a large patch thickness, increasing it decreases the negative effect of detachment. The results show that reducing the SIF increases with increasing the pach thickness for heights disbond greater than the crack size. An opposite behavior occurs when the crack length exceeds the height of FW disbond. When the height disbond FW is greater than the crack length, the reduction of patch exceeds 50% when the patch thickness is greater than 1 mm. Keywords : Disbond, composite patch, crack, stress intensity factor, laminate, FEM.
Optimisation des paramètres géométriques et mécaniques des patches en composites pour la réparation des structures fissurées
(2012-10-30) FEKIH Sidi Mohamed; Encadreur: BELHOUARI Mohamed
Résumé : L’environnement extérieur d’une structure aéronautique est souvent la source de nombreux dommages. Ces structures sont soumises en service à des sollicitations mécaniques donnant lieu à des états de contraintes généralement multiaxiales et à amplitude variable, ce qui provoque l'apparition de fissures. Une alternative à la réduction de sa vitesse de propagation consiste à les renforcer par patch composite afin de transférer les charges de la zone endommagée vers le patch. L'optimisation de ce patch améliore les performances de la réparation et permet de réduire considérablement le volume occupé par le patch et par conséquent de soulager la structure par la diminution du poids. Ce travail s’inscrit dans le cadre de l'optimisation des paramètres géométriques et mécaniques du patch composite ainsi que l'adhésif de réparation des structures fissurées sollicitées en mode I et en mode mixte. Différentes formes de patch sont modélisées numériquement par la méthode des éléments finis tridimensionnels. L’approche énergétique, de la mécanique non linéaire de la rupture, fondée sur l’intégrale J de Rice, est utilisée pour décrire le comportement en rupture de la plaque réparée par patch. Cette intégrale représente la fonction objective à minimiser. Les principaux résultats montrent que la performance de la réparation par patch en composite dépend non seulement des propriétés mécaniques de l'adhésif et de son épaisseur, mais également de la géométrie du patch et de ses dimensions ainsi que la séquence d’empilement. L'épaisseur du patch peut être considérée comme un paramètre d’optimisation primaire. La meilleure performance de réparation est obtenue pour un patch de forme étoile; un patch rectangulaire conduit à des résultats quasi-similaires. La durée de vie d’une structure réparée est limitée par celle de l’adhésif. L´épaisseur de la colle et de son module de cisaillement sont des paramètres déterminant le comportement du renforcement. La rigidité du patch joue un rôle très important dans le processus de réparation. Il existe une séquence d’empilement optimale conduisant à la minimisation de l'énergie de rupture en pointe de fissure. Mots clés : Optimisation ; Patch composite ; Fissure ; Réparation ; Intégrale J; Adhésif ; Séquence d’empilement.
Approche globale de la mécanique de la rupture appliquée aux polymères PVC
(2012-11-28) BELHAMIANI Mohamed; Encadreur: BENGUEDIEB Mohamed
Résumé : Les applications des réseaux en PVC sont très diversifiés et les pipes sont utilisés pour la construction de ces réseaux pour transporter des fluides sous pression tels que l'eau potable et l'eau d'assainissement, ainsi que pour l'irrigation agricole dans l'industrie pétrochimique. la présence des défauts nocifs dans ces réseaux doit être évitée et cela nécessite une bonne connaissance de ce type de matériau et de ces processus de rupture en se basant sur les approches de la mécanique de la rupture. Dans notre cas l'approche globale est utilisée pour caractériser la rupture du matériau polymère PVC. Mots clés : Mécanique de la rupture, PVC, EWF, Intégrale J Abstract The applications of networks in PVC are very diversified and pipes are used for the construction of these networks to transport fluids under pressure such as the domestic water and the water of purification, as well as for the agricultural irrigation in the petrochemical industry. The presence of the defects in these networks should be avoided and it requires a good knowledge of this type of material and the fracture process based on the approaches of fracture mechanics In this study, the global approach is used to characterize the fracture of the PVC polymer. Keywords : Fracture mechanics, PVC, EWF, J integral
Contribution à l’étude et à la modélisation du comportement dynamique des emballages
(2012-12-19) HAMMOU ABDELKADER DJILALI; Encadreur: Boussad ABBÈS; Encadreur: MAKHLOUF Mohammed
Résumé : Cette thèse présente une étude expérimentale et numérique d’essais de chute libre et de vibration aléatoire d’emballages en carton ondulé contenant différents calages en mousse. Un modèle d’homogénéisation efficace pour le carton ondulé a été développé. Dans ce modèle homogénéisé, le carton ondulé est représenté par une plaque 2D. Au lieu d’utiliser une loi de comportement locale (reliant les déformations aux contraintes) à chaque point d’intégration, l’homogénéisation conduit aux rigidités globales (reliant les déformations généralisées aux forces résultantes) pour la plaque équivalente homogène. Ce modèle a été implémenté dans le logiciel Abaqus. Le comportement de la mousse a été déterminé expérimentalement et modélisé avec un modèle de mousse déformable d’Abaqus. Les emballages sont soumis à des tests de chute libre d’une hauteur donnée sur un sol rigide et des essais de vibration aléatoire type bruit blanc sur table vibrante. Les résultats numériques obtenus en utilisant la simulation avec le modèle homogénéisé concordent bien avec les résultats expérimentaux. Nous avons également montré que la contribution de la caisse en carton ondulé à la réponse au choc et à la vibration aléatoire ne pouvait pas être négligée dans la conception des calages. Mots clés : Abstract This thesis presents experimental and numerical studies of drop tests and random vibration of corrugated cardboard packaging containing different foam cushions. An efficient homogenization model for the corrugated cardboard has been developed. In this homogenized model, the corrugated cardboard is represented by a 2D plate. Instead of using a local constitutive law (relating the strains to the stresses) at each material point, the homogenization gives the global rigidities (relating the generalized strains to the resultant forces) for the equivalent homogeneous plate. This model was implemented into the FE software Abaqus. The foam behaviour was experimentally determined and modelled using a crushable foam model of Abaqus. The packages are tested in free fall from a given height on a rigid floor and white noise random vibration. The numerical results obtained using the FE simulation with the homogenized model agree well with the experimental results. We have also shown that the contribution of the corrugated cardboard box to the shock and random vibration responses could not be neglected in the design of cushioning package. Keywords : homogenization model, orthotropic sandwich plates, torsion rigidity, in-plane shear rigidity, transverse shear rigidity, drop tests, corrugated cardboard, Finite Element simulation, cushions foam, random vibration, Power Spectral Density.
Etude de la fatigue des structures sous l’effet d’un état de contraintes multiaxiales
(2013-02-03) Bendouba Mostefa; Encadreur: Aid Abdelkrim
La connaissance des causes de l’endommagent des matériaux est une priorité absolue pour les ingénieurs de conception afin d'éviter la rupture soudaine des équipements en service. L'une des raisons les plus importantes de la rupture des matériaux est la fatigue. Ce phénomène peut être défini comme l’endommagement du métal sous contraintes répétées même si cette dernière est inferieure à la limite d'élasticité. Les facteurs influençant sur la durée de vie des structures, les critères de fatigue multiaxiale ainsi que les lois de cumul d’endommagements les plus utilisé qui permettent de prédire la durée de vie des matériaux ont été détaillés dans l’état de l’art de cette thèse. Vue les lacunes inhérentes des règles d'accumulation des dommages linéaire non linéaires de la littérature que les chercheurs doivent les comblées et la nécessité de conserve la simplicité de toutes nouvelles propositions. Nous sommes partis de cette situation et nous avons mis en œuvre un modèle de cumule d’endommagement basé sur l’énergie de déformation. Un large éventail de résultats disponibles dans la littérature est utilisé pour valider la méthodologie proposée, qui couvre différents types de matériaux métalliques sous chargements d'amplitude constante, variable et multiaxiale. Des essais de fatigue sous chargement aléatoires ont été réalisés sur l’aluminium 6082 et le cumul du dommage et la durée de vie ont été estimé cycles par cycles par le modèle proposé. Une application du modèle sur un cas industriel est introduite.
Utilisation de l’interférométrie à laser dans l’étude de l’usure et texture d’un matériau protecteur rentré en friction avec TiAlV-6-4
(2013-03-14) DJEFFAL Ali; Encadreur: BOUNAZEF Mokhtar
Résumé : Les moyens de calcul et d’optimisation que la méthode des plans d’expériences nous offre pour joindre les études expérimentales effectuées sur l’usure, la rugosité et la texture de surface du matériau abradable obtenu par projection thermique afin de remplacer les labyrinthes d’étanchéité, et la théorie permettant la modélisation du phénomène physique ont été utilisés pour résoudre le problème d’efficacité de la couche déposée. La modélisation obtenue décrit convenablement le paramètre de rugosité étudié ; le modèle mathématique qui s’est basé sur une méthode statistique permet non seulement de confirmer les expériences effectuées mais aussi de prédire des résultats dont aucun essai n’a été exécuté. La rugosité de la surface du matériau agit directement sur la perte d’efficacité de la turbine sur laquelle le matériau a été installé ; le choix de certains facteurs de friction aubes/matériau est important pour obtenir justement l’inverse. Mots clés : Usure ; Texture ; Interférométrie laser ; Matériau abradable ; Projection thermique ; Plan d’expériences Abstract Means for calculating and optimising that the method of experimental designs we offer to join the experimental studies of wear, roughness and surface texture of the abradable material obtained by thermal spraying to replace the labyrinths of sealing, and the theory for the modeling of the physical phenomena have been used to solve the problem of efficiency of the sprayed layer. The obtained modeling aptly describes the roughness of studied parameter; the mathematical model which is based on a statistical method can not only confirm the experiments, but also to predict results that no test was performed. The surface roughness of the material acts directly on the loss of efficiency of the turbine on which the material has been installed; the choice of certain factors of friction blades / material is important to get just the opposite. Keywords : Wear; Texture ; laser interferometer ; Abradable material ; Thermal spraying ; Design of experiments ملخص طرق و وسائل الحساب المقدمة من طرف طريقة التصاميم التجريبية تساعد على مواكبة الدراسات التجريبية المتخصصة لحل مشكل فعالية االحتكاك و حالة السطح للمواد سهلة التفتت المتحصل عليها من طريقة الرش الحراري. النمذجة المتحصل عليها توضح بصفة جيدة حالة سطح المادة المدروسة حيث أن النموذج الرياضي القائم على أسلوب إحصائي لم يؤكد فقط التجارب المتحصل عليها, بل أكد أيضا القدرة على التنبؤ بالنتائج التي لم يتم تنفيذ ها أثناء االختبار. حالة سطح المادة المدروسة تأثر بصفة مباشرة على مردود التوربينات وهذا لسبب أن هذه المادة موضوعة بصفة مباشرة داخل هذه اآللة, مما يستوجب االختيار األمثل لعوامل االحتكاك ما بين الشفرة و المادة كلمات مفتاحيه االحتكاك, حالة سطح, قياس التداخل الضوئي, المواد سهلة التفتت, الرش الحراري, التصاميم التجريبية
Etude de l’Usure et du Coefficient de Frottement de Ti3SiC2 et l’Influence de TiC sur son Comportement Tribologique
(2014-11-06) BENDAOUDI Seif-Eddine; Encadreur: BOUNAZEF Mokhtar
Résumé : La caractérisation tribologique des céramiques, est complexe. Elle dépend, comme pour la majorité des matériaux, de leurs compositions, des conditions de frottement et de l'environnement. L'objectif de ce travail porte sur l’étude du comportement en frottement à sec du Ti3SiC2 contenant 8% de TiC. Pour cela, la modélisation du comportement de ce matériau, par la méthode des plans d’expériences, est adéquate. Les essais expérimentaux ont été effectués contre un antagoniste en Corindon sous la forme d’une tige semi-sphérique à bout chanfreiné sur son pourtour afin d’éviter tout coincement pouvant fausser le résultat pendant la rotation de l’éprouvette. A température ambiante de 20 °C et au taux d’humidité relatif de 20 %, le matériau présente un coefficient de frottement large de 0,1 à 0,53 et un taux d’usure variant entre 0,6.10-6 mm3 /Nm et 2,5.10-6 mm3 /Nm, à plusieurs gammes de vitesse de glissement, dont la valeur se situe entre 5 m/s et 60 m/s et sous une pression croissante appliquée sur la tige de 0,1 à 0,8 MPa. L’exploitation des résultats du modèle obtenu par la méthode des plans d’expériences, expliquent le comportement tribologique de ce matériau par des courbes et des graphes qui nous dégagent des possibilités pour des applications potentielles de ce matériau aux conditions imposées. Mots clés : Ti3SiC2 ; TiC ; Frottement ; Usure ; Méthode des plans d’expérience
ETUDE DE L'ENDOMMAGEMENT DU CIMENT ORTHOPEDIQUE DANS LES PROTHESES TOTALES DE HANCHE SOUS SOLLICITATIONS DYNAMIQUES
(2015-02-25) Moulgada Abdelmadjid; Encadreur: Bouiadjra Belabes Bachir
Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans cette thèse, la méthode des éléments finis sera utilisée pour analyser l'endommagement du ciment orthopédique dans les prothèses totales de hanche sous chargement dynamique. L'évolution de l'endommagement en fonction du temps sera étudiée dans le but de prédire la durée de vie des P.T.H cimentés. In this thesis, the finite element method is used to analyze the damage of bone cement in total hip prostheses under dynamic loading. The evolution of the damage over time will be studied in order to predict the lifetime of cemented THA.
ÉTUDE DES EFFETS DU CHARGEMENT MECANIQUE SUR LA DURABILITE DES IMPLANTS DENTAIRES
(2015-03-05) BENAISSA Ali; Encadreur: B. Ould Chikh; Co-Encadreur: B. Bachir Bouiadjra
الملخص (بالعربية) : تمثل السن البشرية عنصر أساسي في عملية المضغ كما تلعب دورا جماليا. مثلها مثل أي نسيج عضوي في جسم الإنسان قد تتدهور حالت السن نتيجة التسوس أو حادث يصيبها مما يعرضها للسقوط. لهذا السبب وحتى نتمكن من فهم أفضل لأهمية استبدال الأسنان المفقودة عن طريق زراعة الأسنان. في هذا الصدد ومن أجل إيجاد حل لهذه المشكلة تهدف هذه الأطروحة لمعرفة تأثير الأحمال المضغ على سلوك البيو ميكانيكي للنشاط الحيوي لزراعة الأسنان في محيط الأنسجة البيولوجية للفك. إضافة إلى تقديم المساعدة إلى ممارسي المجال الطبي وكذا مصممي الأطراف التعويضية والأجهزة العلاجية الخاصة التي يجب إيلاء اهتمام خاص بها من أجل التوزيع الأفضل والأمثل للإجهادات الناجمة عن قوى المضغ بين العظم والزرع. في هذه الدراسة يتم تحليل وتقييم الإجهادات رقميا بواسطة طريقة العناصر المنتهية ثلاثية الأبعاد. أهم ميزة لهذه الطريقة هي أنها تتيح لنا تحديد مستوى الإجهادات وحالاتها في جميع أجزاء نظام الزرع. من جهة أخرى النهج المتبع يشمل تطوير نموذج جديد لزراعة الأسنان باستعمال الرباط الاصطناعي للحد والتقليل من شدة الإجهادات الناجمة عن أثر صدمات قوى المضغ، الذي أكد بشكل عام نجاعة النموذج الجدید المقترح أعطى مستوى أقل وامثل للإجهاد على مستوى العظم الفكي مقارنة بالنموذج المتداول وذلك بفضل هذا الرباط. Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé La dent humaine, élément indispensable à la mastication et remplissant aussi une fonction liée à l’esthétique. Comme tout tissu ou organe du corps humain, une dent peut se détériorer (caries ou accident), devenir malade puis tomber. On comprend donc mieux l’importance de remplacer cette dent manquant par un implant dentaire. Les travaux de cette thèse visent dans ce cadre à décrire l'effet des charges masticatoires sur le comportement biomécanique des implants dentaires au voisinage des tissus biologiques. Cette démarche a pour but de fournir une aide aux praticiens du domaine médical ainsi qu’aux concepteurs de prothèses et dispositifs thérapeutiques spécifiques, pour lesquels une attention toute particulière doit être apportée à la répartition des contraintes d’interactions, entre l’os et l’implant. Dans cette étude l’évaluation de ces contraintes est analysée numériquement par la méthode des éléments finis en trois dimensions. L’avantage de cette méthode est qu’elle permet la détermination du niveau des contraintes et de leurs états en tous points du système implantaire. Notre démarche vise le développement d’un nouveau modèle d’implant dentaire avec un ligament artificiel, afin de réduire les contraintes dans cette interface. Abstract The human tooth, which is essential part for chewing and performing a function related to aesthetics. Like any tissue or organ in the body, a tooth may deteriorate (caries or accident), become ill then fall. Therefore, we can better understand the importance of replacing the missing tooth with a dental implant. The work of this thesis are designed in this context to describe the effect of masticatory loads on the biomechanical behavior of dental implants in the vicinity of biological tissues. This approach is designed to provide assistance to medical practitioners as well as developers of prostheses and specific therapeutic devices, for whom special attention must be paid to the stress distribution of interaction between the bone and the implant. In this study, the evaluation of these stresses is numerically analyzed by 3D finite element method. The advantage of this method is that it allows the determination of the level of stress and their states in all parts of the implant system. Our approach involves the development of a new dental implant model with an artificial ligament, in order to reduce the stresses in the interface.
Optimisation de la Maintenance Préventive des Système de Productions Incorporant la Dépendance par les Méta-heuristiques
(2015-03-12) ABDALLAH MOHAMMED; Encadreur: YAMANI MASSIM
Résumé (Français) Une des préoccupations majeures du monde industriel est d’avoir une exploitation performante permettant de garantir au mieux la qualité des missions réalisées, le respect des délais demandés et la minimisation des coûts d’exploitation. Toutefois, aujourd’hui la concurrence accrue et la complexité des systèmes conduit les industriels à développer des Approches qui permettent la maîtrise de la disponibilité et en particulier à prendre en compte ce paramètre pour l’élaboration de la politique de maintenance. Cette thèse traite la problématique de l’optimisation de la planification des dates de la maintenance préventive des systèmes de production série-parallèle incorporant la dépendance sous contrainte de disponibilité. Il s'agit de système modélisé comme étant système binaire ou système multi-états avec un nombre fini de niveaux de capacité allant du fonctionnement parfait jusqu'à la défaillance totale. Les composantes du système série-parallèle sont assujetties à des remplacements préventifs et à une réparation minimale en cas de panne. Ce travail présente des modèles d’optimisation permettant de générer les plans optimaux des instants d'intervention pour des actions de maintenance préventive. Les fonctions des objectifs de ces modèles minimisent la somme des coûts de la maintenance sous contrainte de satisfaire la disponibilité requise du système. La méthodologie proposée développe des modèles mathématiques, des méthodes d'évaluation des temps de maintenance, les capacités relatives aux systèmes multi- états et des algorithmes de résolution pour obtenir des solutions optimales. En effet, le problème d’optimisation de la maintenance préventive des systèmes séries-parallèles appartient à la classe des problèmes combinatoire NP-difficile. Il s'agit de problèmes difficiles à résoudre de par le très grand nombre de combinaisons envisageables et le temps de calcul croît de manière exponentielle avec l'augmentation linéaire de la taille du problème. Dans cette optique, nous avons proposé des algorithmes d’optimisation des plans de maintenance préventive basés sur les métaheuristiques notamment les colonies de fourmis et le système immunitaire artificiel. Cette optimisation a été donc réalisée afin de déterminer les composants du système qui doivent être assujettis à la maintenance préventive et de trouver le planning optimal des dates et des actions correspondantes de maintenance. Cette gestion optimale de la maintenance des systèmes industriels permettent à ces installations de répondre d’une part aux contraintes budgétaires et d’autre part de satisfaire au mieux la demande des clients et des usagers.
ETUDE DE L’INFLUENCE DES DEFAUTS SUR LE COMPORTEMENT EN RUPTURE DE LA PARTIE ACETABULAIRE D’UNE PROTHESE TOTALE DE HANCHE
(2015-05-20) BOUNOUA NOUREDDINE; Encadreur: BELHOUARI MOHAMED
الملخص (بالعربية) السلوك الميكانيكي والاسمنت زرع بها الزرع والكأس لاستبدال مفصل الورك هو من أهمية كبيرة لفهم متطلبات للخدمة من بدلة وتخفيف لها. الأداء التشغيلي لاستبدال مفصل الورك عزز يعتمد على عدة معايير، بما في ذلك الخصائص الميكانيكية للمواد تشكيل وتوجيه الحمل وشدة. واحدة من أهم العوامل هو السلوك من الاسمنت. وجود تصدعات في الإسمنت، إما بمبادرة المسام أو شوائب المحاصرين في الأسمنت عند إرفاق الكأس يتغير تماما سلوك الأسمنت. تحت تأثير الضغوط الخارجية يمكن لهذه الشقوق تنتشر وتؤدي إلى فشل المفاجئ للبدلة إسمنتية، لذا سياق هذا العمل هو جزء من تحليل السلوك الميكانيكي للاسمنت في وجود عيوب والشقوق من دراسة هذه العيوب والشقوق بين الوجه. نحن نحلل توزيع الإجهاد حول اثنين من أخطاء. تجويف وإدراجها في الاسمنت تثبيت الكأس لعظم الحق. هذا التحليل ترجمة الموقع الكراك أو حي فتيلة العيوب. سلوك الشقوق الناجمة عن هذه العيوب خلال دورة مشية يسمح لتحديد معايير وسائط الشروخ الأول؛ الثاني والثالث من تمزق. ونحن أيضا تأثير دورة الشحن على سلوك صدع بينية الاسمنت الكأس. وتظهر النتائج أن الموقف من العيب فيما يتعلق محور رأس الفخذ تحميل يلعب دورا الواردات من حيث تركيز الضغط أو من حيث عامل شدة التوتر. تأثير التفاعل بين اثنين من العيوب من نفس النوع يعتمد على المسافة التي تفصل بين العيوب واجهة. بدأت حركية نشر صدع من عيب أو الشقوق بينية، على حركة مرتديها من مجموع بدلة الورك. Résumé (Français et/ou Anglais) : La connaissance du comportement mécanique et en rupture du ciment fixant l'implant et la cupule d'une PTH est d'une grande importance pour la compréhension des conditions de tenue en service de la prothèse et de son descellement. La tenue en service d’une prothèse totale de hanche cimentée dépend de plusieurs paramètres, notamment les propriétés mécaniques des matériaux la constituant ainsi que l’orientation du chargement et son intensité. L’un des facteurs le plus important est le comportement en rupture du ciment. L’existence de fissures dans le ciment, initiées soit par des pores soit par des inclusions piégées dans le ciment lors de la fixation de la cupule modifie complètement le comportement du ciment. Sous l’effet de sollicitations extérieures, ces fissures peuvent se propager et conduire à la rupture brutale de la prothèse cimentée. Le contexte de ce travail s’inscrit donc dans le cadre de l’analyse du comportement mécanique du ciment en présence de défauts ainsi que l’étude des fissures émanant de ces défauts et les fissures inter-faciales. Nous analysons la distribution des contraintes autour de deux défauts ; microcavité et inclusion dans le ciment fixant la cupule à l’os de l’acétabulum. Cette analyse permet de localisé le lieu d’amorçage de fissure ou voisinage des défauts. Le comportement de fissures émanant de ces défauts pendant un cycle de marche permet de déterminons les critères de propagation des fissures en modes I ; II et III de rupture. Nous mettons aussi l’effet du cycle de chargement sur le comportement d’une fissure interfaciale ciment-cupule. Les principaux résultats montrent que la position du défaut par rapport l’axe de chargement de la tète fémorale joue un rôle très importent en terme de concentration de contraintes ou en terme de facteur d’intensité de contraintes. L’effet d’interaction de deux défauts de même nature dépend de l’inter- distance séparent les défauts. La cinétique de propagation d’une fissure initiée à partir d’un défaut ou d’une fissure interfaciale, dépend des mouvements du porteur de la PTH.
Simulation numérique de l’effet de la présence des défauts de collage sur le comportement des assemblages collés sous chargement en traction
(2015-06-16) BENCHIHA aicha; Encadreur: MADANI. K
Résumé (Français et/ou Anglais) : Notre travail est consacré à l'étude de comportement d'un assemblage collé type métal/métal en présence des défauts de collage sous chargement en traction. L'objectif de cette étude est d'analyser par la méthode d'éléments finis bidimensionnels et tridimensionnels à l’aide des codes de calcul FRANC2D/L (Fracture Analysis Code) et ABAQUS la résistances d'un joint adhésif collé à simple recouvrement en mettant en évidence plusieurs paramètres a savoir: le types du maillage, le nombres des éléments utilisés dans le maillage, les conditions aux limites, le chargement, l'épaisseur de l’adhésif, la longueur de recouvrement, le module de cisaillement et le vieillissement de l’adhésif, d'une part on analyse l'effet des défauts de collages dans les assemblage collés type métal/métal et d'autre part dans les structures répares par collage de patch composite. Le modèle géométrique pour le joint adhésif collé à simple recouvrement utilisé est effectué avec deux plaques minces en aluminium 2024-T3, avec l'adhésif époxyde ADEKIT structural A140 fait par la compagnie d'AXSON, l'analyse de la distribution des contraintes dans la couche d'adhésif montre de façon très détaillée que les contraintes sont situées sur les bords libres de la région de collage, et atteignent des valeurs maximales prés de la zone de défaut, ces défauts sont le siège de concentration de contraintes. Mots clés : Adhésif, joint à simple recouvrement, défaut, modélisation, vieillissement.
EFFET D’INTERACTION CAVITE-CAVITE SUR LE COMPORTEMENT DU CIMENT ORTHOPEDIQUE DE PROTHESE TOTALE DE HANCHE
(2015-11-11) Benouis Ali; Encadreur: BOUALEM SERIER
الملخص (بالعربية) : في هذا العمل نقوم بتحليل الأبعاد الثلاثة باستخدام طريقة العناصر المحدودة، مستوى وتوزيع الإجهاد المتكافئ فون ميزس التي يسببها حول تجويف وبين تجاويف تقع في الأجزاء الأفقية والسفلى للاسمنت الجراحي للعظام ( متعددة ميتاكريلات PMMA). آثار موضع حول محورين أساسيين (الرأسي والأفقي) من التجويف وفيما يتعلق بهذه المحاور، من المسافة بين تجويف- تجويف وطبيعة القوة (الثابتة وتحت تأثير الكعب)، على السلوك الميكانيكي للاسمنت الجراحي للعظام التي تم تسليط الضوء عليها. وتبين لنا أن الأسمنت يجتاز عتبة جهد المد للانكسار ويظهر على نطاق واسع، في الجزء الأفقي (اليمن والأيسر) منها، يوضح هذا العمل ليس فقط تأثير كثافة التجاويف، محاكاة في حالتنا من المسافة المتقاربة بين تجويف-تجويف، ولكن أيضا من طبيعة النشاط للمريض (وضع وقوف المريض: المقابلة لقوات ساكنة والمشي العادي: في تأثير الكعب) على السلوك الميكانيكي للأسمنت الجراحي. كلمات البحث: الاسمنت طبي، فسيلة عظم، الإجهاد، عظم، جوف، ساكنة، التوزيع و المسافات المتقاربة Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans ce travail nous analysons, tri-dimensionnellement par la méthode des éléments finis, le niveau et la distribution de la contrainte équivalente de Von Mises induite autour d’une cavité et entre deux cavités localisées dans les parties proximale et distale du ciment orthopédique (Polymethylmethacrylate PMMA). Les effets de la position autour des deux principaux axes (vertical et horizontal) de la cavité et par rapport à ces axes, de l’inter-distance cavité-cavité et de la nature du chargement (statique et sous l’impact du talon), sur le comportement mécanique du ciment orthopédique ont été mis en évidence. Nous montrons que le seuil de rupture en tension du ciment est largement franchi lorsque le ciment, dans sa partie proximale gauche, contenant des cavités situées au voisinage très proche l’une de l’autre est soumis à des efforts dynamique. Ce travail met en évidence non seulement l’effet de la densité des cavités, simulée dans notre cas par l’inter-distance cavité-cavité, mais également celui de la nature de l’activité du patient (position debout du patient correspondant aux efforts statique et la marche normale aux efforts dynamiques) sur le comportement mécanique du ciment.
CONTRIBUTION A L’ÉTUDE DU VOILEMENT DES PLAQUES COMPOSITES
(2015-11-18) KETTAF Fatima Zohra; Encadreur: BENGUEDIAB Mohamed; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouhed
Résumé (Français) : Ce travail porte sur l’étude du comportement du voilement des plaques en composite. Deux types de matériaux sont étudiés : Premièrement, on va faire une étude sur des plaques multicouche hybrides. Les différentes théories de plaques tenant compte ou négligent le cisaillement transversal sont présentées et les résultats obtenus par ces théories sont comparés. Les relations non linéaires déformation-déplacement d’ordre supérieur ont été considérées. En utilisant le principe de l’énergie potentielle, les températures critiques de voilement sont déterminées. Enfin, une étude paramétrique de l’influence de différents paramètres tels que : les rapports d’aspect : b/a et a/hT, l’épaisseur du métal, l’orientation des fibres et la séquence d’empilement sur la température critique de voilement est montrée et discutée. Les résultats numériques trouvés indiquent que l’addition des couches métalliques et la considération de la déformation due au cisaillement transversal ont un effet significatif sur le comportement du voilement thermique des plaques multicouches hybrides simplement appuyées. La deuxième étude est faite sur des plaques sandwich à gradient de propriété fonctionnel (FGM hybride) simplement appuyées en utilisant un nouveau modèle hyperbolique de déplacement. Contrairement des autres théories, cette théorie ne donne que quatre équations d’équilibre, le nombre des inconnues est alors seulement quatre, par comparaison avec cinq en cas d’autres théories de déformation de cisaillement. Ce modèle tient compte de la distribution parabolique des contraintes de cisaillement transversales et remplit la condition du cisaillement nul sur les surfaces supérieure et inférieure de la plaque sans employer un facteur de correction. On assume que les propriétés mécaniques et le coefficient de dilatation thermique varient à travers l’épaisseur selon une simple distribution de loi de puissance. Le noyau est homogène et fait d’un matériau isotrope. Les charges thermiques sont assumées uniformes, linéaires et non linéaires à travers l’épaisseur. Les résultats indiquent que l’indice de fraction de volume, le type de chargement et l’épaisseur des couches de la plaque ont une influence significative sur le voilement thermique des plaques sandwich à gradient de propriété fonctionnel. Puis, et en utilisant le même modèle de déplacement, on va changer la configuration de notre plaque : dans le premier type, le noyau est en céramique et les deux peaux en FGM, tandis que pour le deuxième type : les deux peaux sont en métal et céramique et le noyau est en FGM. On va employer la méthode de Rayleigh-Ritz. Les plaques sont supposées soit simplement appuyées soit encastrées. Les résultats trouvés montrent que la configuration de la plaque FGM ainsi que le type d’appui influent sur la charge critique du voilement des plaques sandwich FGM. Abstract (Anglais) : This work focuses on the study of the behavior of composite plates buckling. Two types of materials are studied : The first study was on thermal buckling behavior of hybrid multilayer plates was investigated in this paper. Different theories of plates taking into account or neglect the transverse shear are presented and the obtained results by these theories are compared. Nonlinear higher-order strain-displacement relations were considered. Using the principle of potential energy, the critical buckling temperatures are determined. Finally, a parametric study of the influence of various parameters such as: aspect ratios: b/a and a/hT, thickness of metal, fiber angle and stacking sequence on the critical buckling temperature is shown and discussed. Numerical results indicate that the addition of metal to a composite material and the consideration of the transverse shear deformation have a significant effect on the thermal buckling behavior of simply supported hybrid multilayer plates. In the second study, the thermal buckling behavior of functionally graded sandwich plates is studied using a new hyperbolic displacement model. Unlike any other theory, the theory is variationally consistent and gives four governing equations. Number of unknown functions involved in displacement field is only four, as against five in case of other shear deformation theories. This present model takes into account the parabolic distribution of transverse shear stresses and satisfies the condition of zero shear stresses on the top and bottom surfaces without using shear correction factor. Material properties and thermal expansion coefficient of the sandwich plate faces are assumed to be graded in the thickness direction according to a simple power-law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. The core layer is still homogeneous and made of an isotropic material. The thermal loads are assumed as uniform, linear and non-linear temperature rises across the thickness direction. The results reveal that the volume fraction index, loading type and functionally graded layers thickness have significant influence on the thermal buckling of functionally graded sandwich plates. Then, using the same displacement model, we will change the configuration of our plate: the first type, the core is ceramic, while the two skins are composed of a FGM. For the second type: the two skins are metal and ceramic and core and FGM. We will use the method of Rayleigh-Ritz. The plates are assumed to be simply supported or clamped. The results show that the configuration of the FGM plate and the type of support affect the critical load of buckling of functionally graded sandwich plates.
Etude de la sédimentation des barrages de la triplex : Ouizert-Bouhanifia-Fergoug
(2015-12-05) GLIZ Mohamed; Encadreur: REMINI Boualem; Co-Encadreur: MAKHLOUF Mohammed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Le bassin versant de l’oued El Hammam au Nord ouest d’Algérie est menacé par le phénomène de l’érosion, qui a pour conséquence l’envasement des barrages de la cascade : Ouizert, Bouhanifia et Fergoug, ce dernier se trouve envasé à 98% , les autres présentant respectivement : 09% et 52,71%. Le but de cette étude est d’éclaircir le fonctionnement des trois sous bassins contrôlant ces barrages afin de déceler les principaux facteurs responsables de l’alluvionnement. L’analyse morphologique, climatique et hydrologique des trois sous bassins sur la période (1979-2005), fait ressortir que, la sédimentation dans ce bassin est étroitement lié à : la lithologie, la topographie et les précipitations. Les dolomies et calcaires dolomitiques occupant les sous bassin d’Ouizerrt et Bouhanifia leurs confère une infiltration importante et un écoulement faible. Par contre, le Fergoug, constitué essentiellement, d’argiles et de schiste, bénéficie d’un écoulement plus fort et d’un taux d’érosion le plus élevé. La carte d’érosion établie par l’utilisation de la télédection et (SIG), révèle la dominance de la classe faible et moyenne de sensibilité, correspondant à 91% de la surface totale du bassin. Du faite, de la présence d’une zone d’épandage en amont du barrage d’Ouizert, ce dernier montre un taux d’envasement faible, comparativement à Bouhanifia, malgré qu’’ils sont soumis presque aux mêmes conditions naturels. Pour l’ensemble des stations, les précipitations présentent une relation discordante avec les écoulements et les transports solides annuels. excepté le sous bassin d’Ouizert, qui se caractérise par des orages violents d’été. Le maximum de transport solide est observé en automne. L’examen détaillé des relations entre les concentrations en fonction des débits de crue par l’utilisation des courbes en hystérésis ont permis d’identifier les principales classes d’évolution, qui sont les courbes simples, dans le sens des aiguille d’une montre ,puis dans le sens contraire et enfin en forme de huit. Le modèle en courbe simple est le plus fréquent pour les sous bassins d’Ouizert et de Bouhanifia. Il traduit une action érosive instantanée et un transport des sédiments en suspension rapide, provoqués par des averses courtes et violentes. Le modèle en boucle dans le sens des aiguilles d’une montre, caractérisant les petits bassins, est fréquent pour le Fergoug. L’effet négatif de l’envasement sur la perméabilité des sols a été aussi mentionné dans notre étude. Mots clés: Algérie, oued El Hammam, Ouizert,Bouhanifia,Fergoug, érosion,SIG ,transport solide. The watershed of Wadi El Hammam in the North West of Algeria is threatened by the phenomenon of erosion,that has resulted the silting of reservoirs at cascade: Ouizert, Bouhanifia and Fergoug, it is silted in 98%, other respectively with 09% and 52.71% .The aim of this study is to clarify the operation of the three sub basins controlling these dams to identify the main factors responsible for the siltation. Morphological, climatic and hydrological analysis of the three sub basins in the period (1979-2005) shows that, sedimentation in the basin is closely related to: lithology, topography and rainfall. Dolomites and dolomitic limestones occupying Ouizert and Bouhanifia, their pelvis and gives an important infiltration and low flow. For cons, the Fergoug consisting mainly of clay and shale has a stronger flow and a highest erosion rates. The erosion map drawn up by the use of Remote Sensing and (GIS), reveals the dominance of the low and middle class of sensitivity, corresponding to 91% of the total area of the basin. Made of the presence of an upstream application zone dam Ouizert, it shows a low sedimentation rate compared to Bouhanifia , although they are subject to the same almost natural conditions. For all stations, precipitations present a discordant relationship with the flows and annual sediment transport except under Ouizert basin, which is characterized by violent summer storms.The maximum solid transport is observed in autumn. detailed examination of the relationship between the concentration-flood flows by using hysteresis curves have identified the main classes of evolution, which are simple curves, in the direction of the hand of a clock, and then in the opposite direction, and finally figure of eight. The simple curve model is the most common for Ouizert and Bouhanifia sub basin. It reflects an instantaneous erosive action and sediment transport rapidly suspension caused by short and heavy showers. The loop in the direction of clockwise, characterizing the small pools, is common for Fergoug. The negative effect of silting on soil permeability was also mentioned in our study. Key Words: Algeria,Wadi El Hammam,Ouizert ,Bouhanifia, Fergou, erosion, GIS, sediment transport.
Effets des adhésifs viscoélastiques et viscoplastiques sur le comportement en rupture des assemblages collés.
(2015-12-08) SALEM Mokadem; Encadreur: BACHIR BOUIADJRA Bel Abbés
Résumé (Français) : L’objectif de ce travail porte sur une analyse numérique par la méthode des éléments finis tridimensionnelle, de la réparation des fissures par simple patch en composite et renforcé par raidisseur. L’effet de l’épaisseur de la plaque, du raidisseur, du patch, de l’adhésif et de linter-distance entre patch et raidisseur était pris en considération dans un premier temps, sur la performance de la réparation d’une structure fissurée. Les résultats montrent que le renforcement réduit le facteur d’intensité de contrainte. Les propriétés mécaniques et géométriques du substrat, de l’adhésif ainsi que le patch sont mises en évidence sur les variations du facteur d’intensité de contrainte en pointe de fissure. Une approche énergétique, de la mécanique non linéaire de la rupture fondée sur l’intégrale J de Rice, est utilisée pour décrire le comportement des fissures réparées par patch en composite. Une étude comparative en comportement viscoélastique et viscoplastique concernant la distribution de contraintes dans la couche adhésive a été menée.
Analyse par la méthode des éléments finis des contraintes résiduelles dans les matériaux composites
(2015-12-08) SELLAM Souad; Encadreur: SERIER Boualem
Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans ce travail, un modèle numérique a été développé pour analyser les effets du chargement mécanique, thermique ainsi que l’effet combiné des deux sur les matériaux composites à matrice Pyrex (Py) renforcée par des fibres en Alumine (Al2O3). La méthode des éléments finis a été utilisée pour la détermination du niveau des contraintes résiduelles, du facteur d'intensité de contraintes en fonction de la propagation des fissures dans ces composites et à l'interface matrice/fibre. L’Influence de ces chargements sur les facteurs d'intensité de contrainte de fissures dans la matrice a été analysée ainsi que le comportement des fissures inclinées. D’autre part, on s’est intéressé à l’existence de défauts (pores et micro-fissures) près de l'interface fibre/matrice et leurs effets sur la propagation des fissures
CONTRIBUTION A L’ETUDE DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES MATERIAUX
(2015-12-10) CHAMA Mourad; Encadreur: BOUTABOUT Benali
الملخص (بالعربية) تستخدم المواد المكونة من مادتين على نطاق واسع وفي مختلف فروع التكنولوجية مثل الهندسة الميكانيكية والإلكترونيات والهندسة الكهربائية لأنها تتكون من مادتين ذات الخصائص الفيزيائية والميكانيكية المختلفة تماما. سلوك الكسر المواد الغير المتجانسة يتطلب تعمقا في مجال البحث التي لا تزال معقدة ومفتوحة. يهدف هذا العمل بالاضافة الى عرض التحليل العددي باستخدام الطريقة العناصر المنتهية لحالة التوتر وانتشار صدع بدأ في السيراميك وعلى مقربة من واجهة التقاء المادتين تحت تأثير تحميل الميكانيكية الحرارية. ركزت الدراسة على تحليل نماذج هندسية ثنائية الأبعاد واحد والمعنيين الآخرين ثلاثي الأبعاد، الأول هو شعاع في الانحناء، وتتكون من مادتين هشة ومرن، والثاني هو مادة المزدوج السيراميك المعدن يتعرض لاختبار الشد. وأجريت دراسة مقارنة بين اثنين من السلوك مرونة ومرونة والبلاستيك من المواد المرن. جرى تحديد العديد من العوامل مثل درجة الحرارة الإنتاج، وحجم شرخ والحمل المطبق لنشر وضع مختلط من الصدع وانحرافه في السيراميك. Résumé (Français et/ou Anglais) : Les bi-matériaux sont largement utilisés dans différences branches de la technologie comme la mécanique, l’électronique et l’électrotechnique parce qu’ils sont constitués de deux matériaux dont les propriétés physiques et mécaniques sont totalement différentes. Le comportement en ruptures des matériaux hétérogènes nécessite des connaissances approfondies et le domaine de recherche reste complexe et ouvert. Le travail ainsi présenté a pour objectif d’analyser numériquement par la méthode éléments finis l’état de contraintes et la propagation d’une fissure initiée dans la céramique et au voisinage proche de l'interface sous l’effet d’un chargement thermomécanique. L'étude porte sur l'analyse de deux modèles géométriques l'un bidimensionnel et l'autre tridimensionnel respectifs, le premier est une poutre en flexion, elle est composée de deux matériaux fragile et ductile et le second est un bi-matériau céramo-métallique soumis à un essai de traction. Une étude comparative a été faite entre les deux comportements élastiques et élasto-plastiques du matériau ductile. Plusieurs facteurs ont été mis en évidence tels que la température d’élaboration, la taille de la fissure et la charge appliquée sur la propagation en mode mixte de la fissure et sa déviation dans la céramique. The bi-material are widely used in various branches of technology as mechanics, electronics and electrical engineering because they are made of two materials, the physical and mechanical properties are totally different. Their behavior breaks require a thorough knowledge of heterogeneous materials and the research area is complex and open. The work so presented has for objective to analyze numerically by the finite element method the state of stress and propagation of a crack initiated in ceramics and in close proximity to the interface under the effect of a thermo-mechanical loading. The study focuses on the analysis of two-dimensional geometric models of one and the other respective three-dimensional, the first is a beam in bending, it is composed of two brittle and ductile materials and the second is a metal-ceramic bi-material subject to tensile test. A comparative study was made between elastic and elastic-plastic behavior of ductile material. Several factors have been identified, such as the development temperature, the size of the crack and the load applied to the mixed-mode propagation of the crack and its deflection in the ceramic.
Etude du Comportement Mécanique d’une PTH Cimentée
(2016-01-20) Mankour Abdeljelil; Encadreur: Bachir Bouiadjra Belabbes
الملخص(بالعربية) . (PMMA)في جراحة العظام و خاصة التبديل الكامل لمفصل الورك يتم تثبيت الزرع عن طريق الاسمنت الذي يتكون اساسا من البوليمر الهدف من عملنا هو دراسة تأثير الشقوق التي تبدا من التجاويف و حطام العظام في مختلف المناطق للإسمنت التي تشكل خطرا على انفصال الرابطة بين عظم الفخذ و الزرع وتحقيقا لهذه الغاية استعملنا المحاكات ذات البعدين و ثلاثية الابعاد .الكسور البيضاوية الشكل التي المنطلقة من حطام العظم هي التي تعطي الاجهاد المرتفع في المنطقة العلوية و السفلى. الصدع البينية المنطلقة من التجاويف بين الزرع و الاسمنت هي الاكثر خطورة في المنطقة الداخلية السفلى من الفخذ. التي تلعب دورا هاما في تفكك الترابط وتضعف دور الإسمنت ويسبب ارتخاء الزرع، المنطقة الأكثر خطورة هي المنطقة السفلى من الورك لأنه يحتوي على كثافة أعلى عوامل الضغوط .وجود صدع بينية التي تبدا من التجاويف (العظام/ اسمنت / زرع) هي الأكثر خطورة وخصوصا في الجزء الداخلي من منطقة الورك Résumé (Français et/ou Anglais) : In total hip prosthesis (PTH), the implants are fixed by the acrylic cement (PMMA). The Object of our work focuses on the effect of crack emanating from bone debris and microcavities in the zones able to cause the cement rupture and consequently the aseptic loosening of the prosthesis. A three dimensional and two dimensional finite element analysis models were created in order to determine the most dangerous zones in the cement of femoral stem. The distal and proximal zones give the most values of FIC of crack emanating from bone debris and cavities. The mechanical properties of implants and applied loading are keys parameters in order to minimize the stress concentrations. The presence of the interfacial crack in the femoral construction emanating from a microcavity plays a significant role of the cement connections separation, and the loosening of femoral stem. The distal zone is the most dangerous zone because it presents the highest stress intensity factors. The interfacial cracks (cement/bone and cement/implant) are the most dangerous especially in the distal zone of interior part.
Modélisation numérique du comportement en rupture des structures en matériaux composites gradués
(2016-02-17) GOUASMI Sadek; Encadreur: MEGUENI Abdelkader
Résumé (Français et/ou Anglais) : L'objectif de cet travail est d'étudier l'effet du gradient des propriétés des FGMs sur la concentration des contraintes autour d'une entaille et sur leur comportement en rupture d'une fissure émanant de l'entaille. En utilisant la loi exponentielle de la variation du module de Young et un coefficient de Poisson constant, le facteur de concentration de contrainte Kt et l'intégrale J dépendent de la direction de la graduation des matériaux constitutifs. La méthode des éléments finis est utilisée pour analyser le comportement mécanique en rupture d'une plaque entaillée . Une étude paramétrique pour les paramètres mécaniques , géométriques et le rapport des constituants du FGM est analysée afin d'optimiser le facteur Kt et mieux comprendre le comportement en rupture des FGMs.