- [ VRPG-Doc-Sc] Génie civil --- هندسة مدنية

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ANALYSE DES PLAQUES FGM EN SE BASANT SUR LE CONCEPT PHYSIQUE DE LA SURFACE NEUTRE
(2016-01-04) KLOUCHE DJEDID Ibrahim; Encadreur: BENACHOUR Abdelkader; Co-Encadreur: AMEUR Mohamed
:الملخص (بالعربية) الهدف من هذه الدراسة هو تحليل السلوك الميكانيكي للصفائح المتدرجة وظيفيا استنادا إلى الموضع الدقيق للمحور المحايد باستعمال نظرية مبسطة و دقيقة ذات تشوه القص و بدرجة عليا (بأربعة متغيرات). في هذه الدراسة خصائص المواد " معامل يونغ و كثافة الكتلة " تتغير حسب قانون أسي في الاتجاه العرضي للصفيحة معادلات الحركة للصفيحة المتدرجة وظيفيا نتحصل عليها باستعمال مبدأ هاميلتون. الحل التحليلي نتحصل عليه باستعمال طريقة نافي لإثبات دقة وكفاءة النظرية ، تتم مقارنة النتائج المتحصل عليها مع نتائج نظريات أخرى الكلمات المفتاحية : المواد المتدرجة وظيفيا، محور محايد، الانحناء، الاهتزاز،نظرية ذات درجة عليا Résumé (Français et/ou Anglais) : Si certains travaux s’attachent à analyser en détail un phénomène physique ou un nouveau matériau, puis à en faire un modèle, cette thèse a pour objectif de valider et de développer une nouvelle théorie de cisaillement simple et raffinée pour l’étude de la flexion et la vibration des plaques en matériaux fonctionnellement gradués (FGM). L’intérêt de cette étude est donc l’analyse du comportement statique et dynamique des plaques rectangulaires épaisses en FGM en se basant sur le concept physique de l’axe neutre utilisant cette théorie d’ordre élevé. Contrairement à toute autre théorie, le nombre de variables inconnues utilisées est seulement de quatre, à l'encontre de cinq dans le cas d'autres théories de déformation de cisaillement. Cette théorie, basée sur une formulation variationnelle cohérente, utilise une expression polynomiale d’ordre n pour représenter le champ de déplacement. Elle ne nécessite pas de facteur de correction pour le cisaillement puisqu’elle tient compte des effets de cisaillement transversal et donne lieu à une distribution parabolique des contraintes de cisaillement transverse à travers l'épaisseur de la plaque, qui répond aux conditions aux limites de cisaillement d’une surface libre. Dans ce travail on suppose que les propriétés matérielles comme le module de Young et la densité de masse de la plaque FGM varient sans interruption dans la direction de l’épaisseur selon une simple distribution de loi de puissance P-FGM en fonction de la fraction volumique des constituants. Les équations qui régissent le mouvement sont obtenues par le principe de Hamilton employant la notion de surface physique neutre. Les solutions analytiques sont obtenues en résolvant les équations gouvernantes pour des plaques simplement appuyées. Une étude paramétrique relative aux cas de charges appliquées et aux caractéristiques mécaniques et géométriques sera menée afin de quantifier l’influence de chaque facteur sur les contraintes et déformations. La précision des solutions issues de la présente théorie est vérifiée par la comparaison avec les résultats disponibles publiés. Elle s’avère concluante.
Analyse analytique et numérique d’un rideau de palplanches corrodées
(2018-12-19) BALEGH benamar; Encadreur: TROUZINE Habib
الملخص (بالعربية): لأسباب تقنية واقتصادية، إن الجودة في مشاريع الهندسة المدنية أساسها العمل لأطول خدمة ممكنة بأقل صيانة.تتكون ستائر الألواح من أشكال معدنية بشكل عام ، متداخلة ويتم ردمها في ااتربة ، لتشكل جدار عموديً. إن الصدء ، سواء كان ملامسا للماء أو التربة أو الغلاف الجوي ، هو ظاهرة معقدة تسبب انخفاضا في سمك الحديد. العمل المقدم هو جزء من آليات لاجراء إعادة تقييم للحياة كومة رقة الإبقاء على الهياكل الخاضعة للصدء، قمنا بتحليل ومقارنة التآكل نماذج تجريبية مع الكود الأوربي 3 ، الجزء 5 لتقدير معدل التآكل وفقدان سماكة كومة صفائح الفولاذ . كما تم تطوير نماذج عددية لدراسة تأثير التآكل على الخواص الميكانيكية الكهروكيميائية لستائر الألواح واستقرار التربة مدعومة بمحاكاة اقتران متعددة العوامل. تسمح هذه النماذج بمحاكاة وتوقع التآزر لتركيز الإجهاد والتآكل الموحد والموضعي على أكوام الصفيحة .تظهر النتائج أنه يجب التأكد من أن أقصى لحظات الانحناء لا تحدث في نفس مستوى مناطق التآكل الرئيسية. وبالإضافة إلى ذلك، فمن الممكن لوضع الحد الأعلى والحد الأدنى المقابلة على التوالي إلى وجود الماء والتربة للتنبؤ بفقدان سماكة الجدار بسبب الصدء. أيضا للتنبؤ بسيناريوهات التآكل من جدران من خلال فترة مدة الاستخدام وهذا من خلال استغلال برمجيات العناصر المحدودة كومصول . الكلمات المفتاحية: جدار الاستناد الحديدي، الصدء، الكود الأوربي 3 الجزء 5، نموذج تجريبي، تحليلي ، رقمي Résumé (Français) : Pour des raisons technico-économiques, la qualité première d'un ouvrage de génie civil est de servir le plus longtemps possible avec un minimum d'entretien. Les rideaux de palplanches sont constitués de profilés généralement métalliques, emboîtées les uns dans les autres et battus dans le sol de fondation, pour former un écran souvent vertical. La corrosion, qu’elle soit due au contact avec l’eau, le sol et/ou l’atmosphére est un phénomène d’altération complexe difficile à prévoir qui provoque une réduction de la section d’acier. Le travail presenté s’inscrit dans le cadre de la comprehention des mécanismes de la corrosion afin de réaliser une ré-évaluation de la durée de vie des ouvrages de soutènement en palplanches soumis à la corrosion, nous avons analysé et comparé des modèles analytiques de la corrosion avec l'Eurocode 3, Partie 5 pour estimer le taux de corrosion et la perte d'épaisseur du rideau de la palplanche en acier, également des modèles numériques sont développés pour étudier l'effet de la corrosion sur les propriétés mécanique du rideau de palplanches et la stabilité de l'ouvrage grâce à une simulation numérique utilisant les techniques de couplage multi-physique. Ces modèles permettent la simulation et la prédiction de la synergie de la concentration des contraintes et de la corrosion uniforme et localisée sur les palplanches. Les résultats montrent qu'il faut veiller à ce que les moments de flexion maximum ne se produisent pas au même niveau que les zones de corrosion principales. De plus, il est possible de définir une limite supérieure et une limite inférieure, correspondant respectivement à la présence d'eau et aux sols, afin de prédire la perte d'épaisseur due à la corrosion aussi de prédire les scenarios de corrosion de rideaux de palplanches à travers leur durées de services en utilisant le logiciel des éléments finis Comsol Mots-Clés : Palplanches, Corrosion, Eurocode 3 partie 5, Analytique, Numérique Résumé (Anglais) : For technico-economic reasons, the main quality in civil engineering works is to serve as long as possible with a minimum of maintenance. The sheet piles consist of generally metallic profiles, nested one inside the other and beaten in the foundation ground, to form a screen often vertical. Corrosion, whether in contact with water, soil and the atmosphere, is a difficult complex weathering phenomenon that causes a reduction in the steel section. The work presented is part of the understanding of corrosion mechanisms in order to carry out a re-evaluation of the service life of correded sheet piles, we have analyzed and compared empirical models of corrosion with Eurocode 3, Part 5 to estimate corrosion rate and thickness loss of steel sheet pile also numerical models are developed to study the effect of corrosion on the mechanical properties of sheet pile and stability of soil supported by a multiphysics coupling simulation. These models allow the simulation and prediction of the synergy of stress concentration and uniform and localized corrosion on sheet piles. The results show that it must be ensured that the maximum bending moments do not occur at the same level as the main corrosion zones. In addition, it is possible to define an upper limit and a lower limit, respectively corresponding to the presence of water and soils, to predict the loss of thickness due to corrosion also to predict the corrosion scenarios of sheet pile walls through their time of service lives by use of software of finite elements Comsol. Keywords: Sheet piles, Corrosion, Eurocode 3 part 5, Empirical model, Analytical, Numerical
ANALYSE DE LA RÉPONSE SISMIQUE DES GRANDS BÂTIMENTS CONTREVENTÉS PAR MURS DE REFENDS
(2015-09-17) BELHADJ ABDESSELEM HICHEM; Encadreur: MEFTAH SIDI AHMED
الملخص (بالعربية) : تحتوي غالبا المباني الشاهقة على اختلافات كثيرة سواء على مستوى الارتفاع أو على مستوى التصميم الأفقي للمنشأة نتيجة لعدم توزيع مرونة المباني أو كتله بشكل متناظر. و بالتالي يكون لهذه المنشآت مراكز للثقل و القص مختلفة لكل مستوى من المستويات المشكلة للمنشأة. و من تم إن المعادلات الديناميكية الناتجة عن الاهتزازات الزلزالية للهيكل تكون مقترنة بعضها مع البعض ، ويرجع ذلك إلى اعتماد درجات للحرية لبعضها البعض . يؤدي هذا النوع من الاقتران إلى تضخيم من قوة الانزلاقات بالتوازي والحركات الدورانية والجانبية للمنشاة المتعرضة للاهتزازات الزلزالية . و يُعلم بأن لاهتزازات الزلزالية ينجم عنها قوى أفقية وأخرى رأسية ولكن في أغلب الأحيان لا تؤخذ القوى الرأسية في الحسبان أثناء التصميم الإنشائي وذلك لأن متانة المباني " في الاتجاه الرأسي تكون دائماً أضعاف المتانة في الاتجاه الأفقي، لهذا تعتبر القوى الناجمة عن الحركة الأفقية المفاجئة للأرض (نتيجة لخاصية الخمول الذاتي للمبنى) هي القوى الأكبر ضرراً على المبنى وينتج عنها تغيرات غير مرنة. P-Δ . وترتكز الدراسة على تطوير نموذج بسيط لحساب المباني الشاهقة المدعمة بجدران القص مع الأخذ بعين الاعتبار آثار هذا النموذج يمكن استخدامه لتحليل الاهتزاز الحر و مدى تحرك المنشاة تحت تاثير الاهتزازات الزلزالية. Résumé (Français et/ou Anglais) : Les grands bâtiments comportent souvent des irrégularités, en plan ou en élévation, dans la distribution de leur rigidités et /ou de leurs masses. Il appert que, pour de tels systèmes, les centres de masses et de rigidités à chacun des niveaux sont distincts. Les équations de mouvement dynamique de la structure sont alors couplées, en raison de la dépendance des degrés de liberté translationnels et torsionnels. La présence de ce type de couplage amplifie les mouvements latéraux et rotationnels d'une structure soumise à des charges latérales dynamiques et provoque des efforts supplémentaires au sein des éléments résistants à ces charges. L'étude porte sur développement d'un modèle éléments finis pour le calcul des grands bâtiments asymétriques contreventés par des murs de refends et des portiques en incluant les effets P-Δ qui peut être utilisé pour l'analyse en vibration libres, de flambage (instabilité) et sismique. Les résultats obtenus de cette étude va nous renseigner sur les effets P-Δ sur les fréquences circulaires en vibrations libre et sur l''évolution du déplacement maximal de la structure sous sollicitations sismiques.
Analyse de la stabilité des plaques FGM avec des épaisseurs variables
(2016-05-22) BOUGUENINA Otbi; Encadreur: BELAKHDAR Khalil; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
:الملخص (بالعربية) في هذه المذكرة نتعرض لدراسة الانـبـعـاج الحراري لـصـفـائـح ذات خـصـائــص مـاديـة مـتغـيـرة فـي اتـجـاه الارتــفــاع وسـمـك مـتـغيـر، مرتـكـزة عـلـى دعــائم بسيـــطة، باسـتـعـمال طـريقـة الفروق المــحدودة أولا نقوم باستخراج المعادلة التفاضلية التي تتحكم في استقرار الانبعاج الحراري للصفيحة تحت تأثير حرارة موزعة بانتظام على سمك الصفيحة، بعد ذلك نقوم بحل هذه المعادلة التــفاضلية باستعمال طريقة رقمية، و ذلك بإدراج طـريقـة الـفـروق المــحدودة، للتأكد من مدى قدرات هاته الطريقة لحل مثل هاته الحالات نقوم بمقارنتها مع الحلول بالطرق التحلــيلية. بعد التـأكد من الطريقة المقترحة باستعمال الفروق المــحدودة، نقوم بـإدراج خاصية تغـير سمـك الصفـيحة في معادلات الفروق المــحدودة. لمعرفة مدى مـلائمة هذه الطريقـة نقوم بمقارنة النــتـائج المحصل عليها مع النتـائـج المـوجودة باستـعمال الـطرق التحلـيلـية و قـد لاحظـنا ان هاتـه الطـريقة المقـتـرحة اعطـت نتاـئج جـد مرضـية. في الأخـير نسرد دراسـة و مناقـشة مـدى تـأثيـر بعـض الخصائـص مثـل الابعـاد، السمـك و معامـل تـغيـر المـواد داخـل الصـفيـحة علـى درجـة الحـرارة الحـرجة لحصـول انـبـعاج الصـفائـح المتـدرجة وظـيفـيا. الكلمات مفتاحية: الصفائح المتدرجة وظيفيا ذات سمك متغير، الانبعاج الحراري، معاينة الاستقرار، طريقة الفروق المــحدودة، الطرق الرقمية. Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé Dans cette recherche une solution numérique en utilisant la méthode des différences finies pour évaluer le flambement thermique d’une plaque FGM simplement appuyée avec une épaisseur variable est présentée. Tout d'abord, l'équation différentielle régissant la stabilité thermique au flambement d’une plaque soumise à une température uniforme à travers l'épaisseur de la plaque est dérivée. Ensuite, l'équation régissant a été résolu en utilisant la méthode des différences finies. Après validation de la méthode numérique présentée à la solution analytique, la formulation des différences finies a été étendue afin d'inclure la variation d’épaisseur. La précision de la méthode des différences finies pour analyser le flambement thermique des plaques avec épaisseur variable a également été comparée aux résultats rapportés à la littérature où un bon accord a été trouvé. En outre, une étude paramétrique a été menée pour analyser l'effet des paramètres matériels et géométriques sur la résistance au flambement thermique des plaques FGM. On a constaté que la variation de l'épaisseur des plaques affecte un peu plus les plaques isotropes que les plaques FGM. Mots-clés : plaque FGM d'épaisseur variable ; flambement thermique ; analyse de la stabilité ; différences finies ; méthode numérique. Abstract A numerical solution using finite difference method to evaluate the thermal buckling of simply supported FGM plate with variable thickness is presented in this research. First, the governing differential equation of thermal stability under uniform temperature through the plate thickness is derived. Then, the governing equation has been solved using finite difference method. After validating the presented numerical method with the analytical solution, the finite difference formulation has been extended in order to include variable thickness. The accuracy of the finite difference method for variable thickness plate has been also compared with the literature results where a good agreement has been found. Furthermore, a parametric study has been conducted to analyze the effect of material and geometric parameters on the thermal buckling resistance of the FGM plates. It was found that the thickness variation affects isotropic plates a bit more than FGM plates. Keywords: FGM plate with variable thickness; thermal buckling; stability analysis; finite difference; numerical method.
Analyse de la vibration d’un nanotube de carbone dans un environnement thermique
(2020-02-26) HAMZA-CHERIF Riad; Encadreur: MERADJAH Mustapha; Co-Encadreur: ZIDOUR Mohamed
Résumé (Anglais) : On the basis of the nonlocal Euler-Bernoulli beam theory we studied the free vibration of a single-walled carbon nanotube located in an elastic medium under the thermal effect with various boundary conditions. In this work, a bibliographic synthesis on nano-charges and nanocomposite materials is presented while showing their importance. The different theories of beams and models of elastic media are recalled. The numerical resolution methods are presented. The equation of motion is obtained using “Hamilton’s” principle. The differential transformation method (DTM) is used to predict and analyze the free vibration of a single-walled carbon nanotube located in an elastic medium in the thermal effect. The Winkler model is used to model the interaction of the carbon nanotube and the elastic medium (polymer matrix). The influence of the non-local scale effect, the number of vibration modes, the Winkler modulus parameter (kw), the boundary conditions and the temperature variation (θ) on the adimensional frequency are studied and discussed. To show the effectiveness of the differential transformation method used, the results found are compared with those obtained by other studies existing in the literature. This research will be used as a reference for the application and use of carbon nanotubes in nanocomposites. Key words: Differential transform method; Nanotube; Nanocomposite; Vibration; Winkler; Thermal. Résumé (Français) Sur la base de la théorie d’élasticité non-locale et la poutre d’Euler-Bernoulli on a étudié la vibration libre d’un nanotube de carbone monocouche (SWCNT) situé dans un milieu élastique sous l’effet thermique avec divers condition aux limites. Au terme de ce travail, une synthèse bibliographique sur les nano-charges et les matériaux nanocomposites est présentée tout en montrant leurs importances. Les différentes théories des poutres et des modèles des milieux élastiques sont rappelées. Les méthodes numériques de résolution sont brièvement présentées. L’équation de mouvement est obtenue en utilisant le principe de « Hamilton ». La méthode de transformation différentielle (DTM) est utilisée pour prédire et analyser la vibration libre d’un nanotube de carbone monocouche situé dans un milieu élastique sous l’effet thermique. Le modèle de Winkler est utilisé pour modéliser l’interaction du nanotube de carbone et le milieu élastique (matrice polymère). L’influence de l’effet d’échelle non-local, le nombre de modes de vibration, le paramètre du module de Winkler (kw), les conditions aux limites et la variation de la température (θ) sur la fréquence adimensionnelle sont étudiés et discutés. Pour montrer l’efficacité de la méthode de transformation différentielle utilisée, les résultats trouvés sont comparés avec ceux obtenus par d’autres études existant dans la littérature. Cette recherche sera utilisée comme référence pour l’application et l’utilisation du nanotube de carbone dans les nanocomposites. Mots clés : Méthode de transformation différentielle ; Nanotube ; Nanocomposite ; Vibration ; Winkler ; Thermique.
Analyse de la vibration libre des plaques épaisses avec l’effet de la micro structure
(2021-11-04) DAMANI BAKHTI; Encadreur: FEKRAR Abdelkader; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص (بالعربية) في هذا العمل، تم تقديم نظرية تشوه القص شبه ثلاثية الأبعاد (شبه ثلاثية الأبعاد) من أجل الانحناء والتحليل الديناميكي للصفائح المتدرجة وظيفيًا (FG). تمت مناقشة تأثير خصائص المواد المختلفة وجزء الحجم للمكون على السلوك الديناميكي والانحناء للصفيحة FG. فائدة هذا النموذج على المساهمات الأخرى هو أن عددًا من المتغيرات يتضاءل. يأخذ النموذج المطور في الاعتبار عمليات الإزاحة غير الخطية من خلال السماكة ويضمن شروط الحدود الحرة في الوجوه العلوية والسفلية للوحة دون استخدام أي عوامل تصحيح القص. المعادلات الأساسية التي تفسر تأثيرات ضغوط القص المستعرضة والعادية مشتقة من مبدأ هاملتون. يتم تحديد الحلول التحليلية عبر إجراء طريقة نافيير تم إثبات دقة الصيغة المقترحة من خلال مقارنات مع الحلول المختلفة ثنائية وثلاثية الأبعاد وشبه ثلاثية الأبعاد الموجودة في الأدبيات. الكلمات الرئيسية: صفيحة متدرجة وظيفيا، شبه ثلاثية الأبعاد، الانحناء اهتزاز، HSDT Résumé (Français et/ou Anglais) : In this work, quasi three-dimensional (quasi-3D) shear deformation theory is presented for bending and dynamic analysis of functionally graded (FG) plates. The effect of varying material properties and volume fraction of the constituent on dynamic and bending behavior of the FG plate is discussed. The benefit of this model over other contributions is that a number of variables is diminished. The developed model considers nonlinear displacements through the thickness and ensures the free boundary conditions at top and bottom faces of the plate without using any shear correction factors. The basic equations that account for the effects of transverse and normal shear stresses are derived from Hamilton's principle. The analytical solutions are determined via the Navier procedure. The accuracy of the proposed formulation is proved by comparisons with the different 2D, 3D and quasi-3D solutions found in the literature. Keywords: Functionally graded plate; Quasi 3D HSDT; Bending; Vibration Dans ce travail, la théorie de la déformation de cisaillement quasi tridimensionnelle (quasi-3D) est présentée afin d’établir une analyse à la flexion ainsi qu’une analyse dynamique des plaques fonctionnellement gradués (FG). L'effet de la variation des propriétés du matériau et de la fraction volumique du constituant sur le comportement dynamique et en flexion de la plaque FG est discuté. L'avantage de ce modèle par rapport aux autres contributions est qu'un certain nombre de variables est diminué. Le modèle développé prend en considération les déplacements non linéaires dans l'épaisseur et garantit les conditions aux limites libres sur les faces supérieure et inférieure de la plaque sans l’utilisation des facteurs de correction de cisaillement. Les équations de base qui tiennent compte des effets des contraintes transversales et normales de cisaillement sont dérivées du principe de Hamilton. Les solutions analytiques sont déterminées selon la procédure de Navier. La précision de la formulation proposée est prouvée par des comparaisons avec les différentes solutions en 2D, 3D et quasi-3D trouvées dans la littérature. Mots-clés : plaque fonctionnellement gradués ; HSDT ; Quasi 3D ; Flexion ; Vibration
Analyse de la vibration libre et de la propagation des ondes dans les structures FGM
(2019-02-28) FOURN HOCINE; Encadreur: AIT ATMANE Hassen; Co-Encadreur: BOURADA Mohamed
Résumé (en Français) : Dans cette thèse, une analyse de la vibration et de la propagation des ondes des plaques fonctionnellement gradué est présentée en utilisant une théorie de la déformation en cisaillement d'ordre élevé. Cette théorie ne comporte que quatre variable, ce qui est inférieur à la théorie de la déformation par cisaillement au premier ordre (FSDT). Par conséquent, un coefficient de correction de cisaillement n'est pas requis. Contrairement aux autres théories classiques sur la déformation par cisaillement, le travail inclut un nouveau champ de déplacement qui introduit des variables intégrales indéterminées et un nouveau modèle mathématique est développé par la reformulation de la règle de mélange pour incorporer la phase de porosité dans les propriétés du matériau, éventuellement survenant à l'intérieur des matériaux à gradient fonctionnel (FGM) lors de la fabrication. Les propriétés des matériaux sont supposées graduellement variables suivant le sens de la hauteur selon deux distributions simples d'une loi de puissance en termes de fractions volumiques de constituants. Les équations qui régissent la propagation des ondes dans la plaque à gradation fonctionnelle reposant sur des appuis simples sont dérivées en utilisant le principe de Hamilton. La relation de dispersion analytique de la plaque à gradation fonctionnelle est obtenue en résolvant un problème de valeur propre. La convergence et la validation du modèle proposé sont discutées en détail pour démontrer l'efficacité des modèles proposés. Des études paramétriques seront présentées pour soulignerl’influence des différents paramètres (indice de puissance matériel, rapport d’épaisseur longueur, indice de porosité) sur la propagation des ondes. Mots clés :propagation des ondes; plaques fonctionnellement gradués; vibration libre ;porosité;déformation de cisaillement d'ordre élevées. Résumé (en Anglais): In this thesis, an analysis of the vibration and wave propagation in functionally graded plates is presented using a higher-order shear deformation theory. This theory has only four variables, which is less than the theory of first order shear deformation (FSDT). Therefore, a shear correction coefficient is not required. Unlike other conventional shear deformation theories, the present work includes a new field of displacement which introduces indeterminate integral variables and a new mathematical model is developed through the reformulation of the rule of mixture to incorporate the porosity phase in the material properties, possibly occurring inside functionally graded materials (FGMs) during fabrication. The materials properties are supposed classified in the direction of the thickness according to two simple distributions of a power law in terms of volume fractions of constituents. The governing equations of the wave propagation in the functionally graded plate are derived by employing the Hamilton’s principle. The analytical dispersion relationship of the functionally graded plate is obtained by solving an eigenvalue problem. Convergence and validation of the proposed model are discussed in detail to demonstrate the effectiveness of the proposed models. Parametric studies will be presented to underline the influence of the various parameters (material power index, length thickness ratio, porosity index) on wave propagation. Keywords:Wave propagation; Functionally graded plate;Free vibration; Porosity;Higher-order shear deformation.
Analyse de l’effet de déformation de cisaillement transverse sur la réponse statique et dynamique des plaques non homogène
(2022-05-26) KADDARI Miloud; Encadreur: KACI Abdelhakim; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص(بالعربية) في هذه الأطروحة نقترح نظرية جديدة لتشوه القص ثلاثية الأبعاد لدراسة الانحناء والاهتزاز للصفائح المتدرجة وظيفياً ذات المسامات والمستندة على قاعدة مرنة. يتم تحديد خصائص المواد للصفائح المتدرجة وظيفيا ذات المسامات من خلال قانون الخلط مع إضافة مصطلح خاص بالمسامات في اتجاه سمك الصفيحة. النظرية المقترحة تقدم حقل إزاحة جديد يتضمن مصطلحات تكامل غير محددة، يحتوي على عدد أقل من المجاهل، وبالتالي فهو سهل الحساب. يأخذ نهج نظرية الصفائح في الاعتبار كل من القص العرضي والتشوهات العادية ويلبي شرط انعدام الإجهاد على السطح العلوي والسفلي للصفيحة، و ذلك بدون استعمال معامل تصحيح القص. يتم اشتقاق معادلات التوازن من خلال تطبيق مبدأ هاملتون. يتم الحصول على حلول تحليلية من أجل صفيحة مدعومة ببساطة. مقارنة بالنظريات الأخرى فإن عدد المجاهل في مجال الإزاحة هو خمسة فقط، بينما في حالة النظريات الأخرى المتعلقة بالقص والتشوه العادي ستة أو أكثر. يتم تحديد النتائج المثيرة للاهتمام ومقارنتها بالنتائج الموجودة للتحقق من دقة وفعالية هذه النظرية. كما سيتم عرض تأثيرات معامل المسامات، ومؤشر قانون الطاقة، ونسبة العرض على الارتفاع، ونسبة سمك الصفيحة و أساسيات الصفائح ذات المسامات والمستندة على قواعد مرنة من أجل دراسة الانحناء والاهتزاز الكلمات المفتاحية: الإنحناء، الإهتزاز ، نظرية جديدة للصفائح ثلاثية الأبعاد، الإجهاد العادي، ألياف متدرجة ذات مسامات الأساسات من نوع كــار Résumé (Anglais)) : This thesis investigates a new type of quasi-3D hyperbolic shear deformation theory is proposed in this study to discuss the statics and vibration of functionally graded porous plates resting on elastic foundations. Material properties of porous FG plate are defined by rule of the mixture with an additional term of porosity in the through-thickness direction. By including indeterminate integral variables, the number of unknowns and governing equations of the present theory is reduced, and therefore, it is easy to use. The present approach to plate theory takes into account both transverse shear and normal deformations and satisfies the boundary conditions of zero tensile stress on the plate surfaces. The theory eliminates need for shear correction factor. The equations of motion are derived from the Hamilton principle. Analytical solutions are obtained for a simply supported plate. Contrary to any other theory, the number of unknown functions involved in the displacement field is only five, as compared to six or more in the case of other shear and normal deformation theories. A comparison with the corresponding results is made to verify the accuracy and efficiency of the present theory. The influences of the porosity parameter, power-law index, aspect ratio, thickness ratio and the foundation parameters on bending and vibration of porous FG plate. Keywords: static; vibration; novel Quasi-3D plate theory; normal stress; porous FG; Kerr foundation.
Analyse des plaques FGM sous différents types de chargements
(2016-06-09) LAOUFI Imene; Encadreur: AMEUR Mohammed; Co-BENACHOUR Abdelkader
:الملخص (بالعربية) الملخص باستخدام نمودج تشوه القص القطعي و بما في ذلك التفاعل اللوحة-اساس (نموذج وينكللر- باسترناك) و المنهج التحليلي لتحديد الانحناء وتوزيع الاجهادات للوحة المستطيلة المتدرجة وظيفيا الموضوعة على مساند بسيطة الخاضعة لقوة جيبية و لمجال من الحرارة والرطوبة. هذه النظرية ترضي بالضبط شروط الحدود للاجهادات على مستوى السطح العلوي و السفلي من اللوحة معاملات التصحيح القص العرضي ليست ضرورية لان التمثيل لاجهادات القص العرضي المعطى صحيحة. الخصائص المادية للصفيحة (معاملات المرونة- الحرارة و الرطوبة) تختلف بشكل مستمر باتجاه السمك حسب قانون القوة بدلالة كسور الحجم للمكونات. تعرض نماذج و تناقش للتحقق من دقة هذه النظرية لمعرفة الاجابة الصحيحة للانحناء للصفائح تحت تحميل القوة الجيبية و مجال الحرارة و تركيز الرطوبة اثار خصائص المواد الحرارة الرطوبة نسبة .......... نسبة جانب الى العرض نسب معاملات المرونة (السيراميك و الفولاذ) و التوزيعات الثلاث للحرارة و الرطوبة معا على الانحناءات و الاجهادات مدروسة و مقارنة مع نتائج اخرى. Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé En utilisant le modèle d’une plaque soumise à une déformation de cisaillement hyperbolique, ainsi que l'interaction plaque-fondation (modèle de Winkler et Pasternak), une méthode d'analyse est développée pour la détermination des distributions de la flèche et la contrainte dans des plaques rectangulaires fonctionnellement graduées et simplement appuyées, soumises à une charge sinusoïdale, dans des champs de température et d'humidité. Cette théorie satisfait parfaitement aux conditions aux limites de la contrainte appliquée sur le haut et le bas de la plaque. Aucun facteur de correction de cisaillement transversal n’est nécessaire car une représentation correcte de la contrainte de cisaillement transversal est donnée. Les propriétés des matériaux constituant la plaque (coefficients d’expansion élastique, thermique, et hygrique) sont supposées être graduées dans le sens de l'épaisseur, suivant une simple distribution d'une loi de puissance, en fonction des fractions volumiques des constituants. Des exemples numériques sont présentés et discutés afin de vérifier la précision de la présente théorie pour prévoir la réponse de la flexion des plaques faites de matériaux fonctionnellement gradués et soumises à une charge sinusoïdale dans un champ de température ainsi qu’une concentration d’humidité. Les effets des propriétés du matériau sur les flèches et les contraintes sont étudiés; ces propriétés sont la température, l’humidité, rapport d'aspect de la plaque, rapport côté sur épaisseur et rapport des coefficients élastiques (céramique-métal). En outre, trois distributions de la température et l'humidité sont étudiées. Abstract Using thehyperbolic shear deformation plate model and including plate-foundation interaction (Winkler and Pasternak model), an analytical method in order to determine the deflection and stress distributions in simply supported rectangular functionally graded plates (FGP) subjected to a sinusoidal load, a temperature and moisture fields. The present theory exactly satisfies stress boundary conditions on the top and the bottom of the plate. No transversal shear correction factors are needed because a correct representation of the transversal shearing strain is given. Materials properties of the plate (elastic, thermal and moisture expansion coefficients) 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. Numerical examples are presented and discussed for verifying the accuracy of the present theory in predicting the bending response of FGM plates under sinusoidal load and a temperature field as well as moisture concentration. The effects of material properties, temperature, moisture, plate aspect ratio, side-to-thickness ratio, ratio of elastic coefficients (ceramic-metal) and three distributions for both temperature and moisture on deflections and stresses are investigated and were also compared with other results.
Analyse des propriétés statiques et dynamiques des structures FGM épaisses en utilisant des modèles de déformation de cisaillement d'ordre élevé
(2019-02-19) AYACHE Belqassim; Encadreur: AIT ATMANE Hassen; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص(بالعربية): الإيطار العام لأطروحة الدكتوراه هذه هو إجراء تحليل للخصائص الستاتيكية و الديناميكية للھیاكل السميكة و المصنوعة من المواد المتدرجة وظیفیا باستخدام نماذج تشوه القص ذات الترتيب العالي. الهدف من هذه الأطروحة يمكن حصره في هدفين رئيسيين، الأول يتمثل في دراسة الإنحناء و الاهتزازات الحرة للصفائح المتدرجة وظيفيا، مع الأخذ بعين الاعتبار تأثير التشوه الناظمي. قمنا باقتراح نموذجً تحليلي جديد مبني على نظرية الترتيب العالي، بحقل إزاحة جديد ذو خمسة مجاهيل و ذلك بإدخال المتغيرات التكاملية الغير محددة. الهدف الثاني من هذه لأطروحة متعلق بدراسة تأثير المسامية على إنتشار الموجات لرافدة متدرجة وظيفيا، و ذلك باستعمال شكل جديد لتوزيع المسامية. استعمال نظرية قص ذات ثلاث متغيرات. يتم الحصول على معادلات الحركة للروافد و الصفائح المتدرجة السميكة ضمن مبدأ هاميلتون. العلاقات التحليلة للانتشار نتحصل عليها عن طريق الحل التحلیلي المتحصل علیه باستعمال طریقة نافيي. تم إجراء دراسة معيارية لتحديد العوامل التي تحكم السلوك الاهتزازي لهذا النوع من الهياكل ، و مقارنة النتائج المتحصل عليها مع النظریات المدروسة سابقا. كلمات مفتاحية: المواد المتدرجة وظيفيا، الإهتزازات الحرة،انتشار الأمواج، المسامية ، التشوه الناظمي. Résumé (en Français) : Le cadre général de cette thèse de doctorat est l’analyse des propriétés statiques et dynamiques des structures FGM épaisses en utilisant des modèles de déformation de cisaillement d'ordre élevé. Le but de ce travail de recherche se fixe deux objectifs principaux, le premier consiste à une étude de la flexion et de la vibration libre de plaques fonctionnellement gradués en tenant compte de l’effet de la déformation normale (effet de stretching). Nous avons proposé un nouveau modèle analytique basé sur une théorie d’ordre élevé et un nouveau champ de déplacement à cinq inconnues introduisant des variables intégrales indéterminées. Le second objectif qui est relatif à une étude de l’effet de la porosité sur la propagation des ondes d’une poutre FGM poreux avec une nouvelle forme de distribution de la porosité. Les équations gouvernantes dans la poutre et la plaque FG sont dérivées en utilisant le principe de Hamilton. Les solutions analytiques et les relations de dispersion sont obtenues en résolvant un problème de valeur propre en utilisant la solution Navier. Une étude paramétrique a été faite afin de quantifier les facteurs régissant le comportement vibratoire de ce type de structures FGM, et de comparer les résultats obtenues à ceux disponibles dans la littérature. Mots clés: Matériaux fonctionnellement gradués, Vibrations libre, propagation des ondes, porosité, effet de stretching. Résumé (en Anglais): The general framework of this doctoral thesis is the analysis of the static and dynamic properties of thick FGM structures using high order shear deformation models. This research work has two main objectives; the first is a study of the bending and free vibration of functionally graduated porous plates taking into account the effect of normal deformation (stretching effect). We have proposed a new analytical model based on a high order theory and a new five-unknown displacement field introducing indeterminate integral variables. The second objective relates to study of the effect of porosity on wave propagation of a porous FGM beam with a new form of porosity distribution. The governing equations in the beam and the FG plate are derived using the Hamilton principle. Analytical dispersion relations are obtained using the Navier solution. A parametric study was conducted to quantify the factors governing the vibration behavior of this type of FGM structures, and to compare the results obtained with those available in the literature. Keywords: Functionally graduated materials, free vibrations, wave propagation, porosity, stretching effect.
Analyse Des Vibrations Non Linéaires Des Structure De Génie Civil Amorties
(2021-12-19) ABBACHE ALI; encadreur: MEFTAH SID AHMED
Ce travail traite des problèmes des vibrations secondaires dans le cas super-harmonique près de l'excitation harmonique de 1/3ωl, les résultats de la non-linéarité des vibrations qui caractérise la poutre stratifiée mince et moins amortissant avec cœur en matériau composite. Dans ce but, la méthode à échelle multiple en conjonction avec les théories du zig-zag d'ordre supérieur est utilisée pour obtenir les réponses de résonance. Ensuite, une étude paramétrique est menée pour démontrer la vulnérabilité des structures stratifiées aux vibrations super harmoniques et pour réduire autant que possible les vibrations d'amplitude obtenues par une conception structurelle plus appropriée.
Analyse du flambement des plaques composites en utilisant la théorie à ordre élevé
(2012-11-27) FEKRAR Abdelkader; Encadreur: E.A. ADDA BEDIA
Résumé : Dans cette thèse, le flambement mécanique des plaques en matériaux fonctionnement graduels (FGM) est concèderai en utilisant une nouvelle classe des théories des plaques à quatre variable. Contrairement aux autres théories, le nombre d’inconnues impliquées est de quatre alors que les autres théories de déformation de cisaillement nécessite cinq variables .cette présente théorie n’a pas besoin des coefficients de correction de cisaillement et donne une variation parabolique des contraintes de cisaillement transversal à travers l’épaisseur en satisfaisant l’annulation de la contrainte de cisaillement aux surfaces extrême de la plaque .les propriétés matérielles de la plaque sont supposée être varier à traver l’épaisseur selon une loi de puissance .De plus le flambement thermique des plaques (FGM) a été aussi étudié en utilisant une approche simple est efficace basée sur la théorie classique des plaques et la théorie de premier ordre. Mots clés : FGM, déformation, plaques sandwiches. Abstract In this research, mechanical buckling of hybrid functionally graded plates is considered using a new four variable refined plate theory. Unlike any other theory, the number of unknown functions involved is only four, as against five in case of other shear deformation theories. The theory presented is variation ally consistent, does not require shear correction factor, and gives rise to transverse shear stress variation such that the transverse shear stresses vary parabolic ally across the thickness satisfying shear stress free surface conditions. The plate properties are assumed to be varied through the thickness following a simple power law distribution in terms of volume fraction of material constituents. Governing equations are derived from the principle of minimum total potential energy. The closed-form solution of a simply supported rectangular plate subjected to in-plane loading has been obtained by using the Navier method. The effectiveness of the theories is brought out through illustrative examples. In this research, mechanical buckling of hybrid functionally graded plates is considered using a new four variable refined plate theory. Unlike any other theory, the number of unknown functions involved is only four, as against five in case of other shear deformation theories. The theory presented is variation ally consistent, does not require shear correction factor, and gives rise to transverse shear stress variation such that the transverse shear stresses vary parabolic ally across the thickness satisfying shear stress free surface conditions. The plate properties are assumed to be varied through the thickness following a simple power law distribution in terms of volume fraction of material constituents. In addition, the thermal buckling of functionally graded plates is studded using a simple and affection based on classical plate theory and fist shear deformation theory. Governing equations are derived from the principle of minimum total potential energy. The closed form solution of a simply supported rectangular plate subjected to in-plane loading has been obtained by using the Navier method. The effectiveness of the theories is brought out through illustrative examples. Keywords : Functionally graded materials, two-variable refined plate theory, shear deformation theory, Sandwich plate.
Analyse du flambement des plaques FGM sous différents chargement
(2017-12-07) Fahsi asmaa; Encadreur: Bourada mohamed; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
Résumé (Français et/ou Anglais) : 1 Ce travail présente une théorie simple et raffinée de la déformation du cisaillement du énième ordre pour les comportements de flambement mécanique et thermique des plaques fonctionnellement graduées (FG) reposant sur des bases élastiques. La théorie de la déformation par cisaillement affinée proposée a un nouveau champ de déplacement qui comprend des termes intégrés indéterminés et ne contient que quatre inconnus. Les équations de gouvernance sont obtenues à partir du principe de l'énergie potentielle totale minimale. Une méthodologie de solution analytique de type Navier est également présentée pour les plaques FG simplement soutenues reposant sur une base élastique qui prédit une solution précise. La précision du modèle actuel est vérifiée en comparant les résultats calculés avec ceux obtenus par la théorie classique des plaques (CPT), la théorie de la déformation du cisaillement de premier ordre (FSDT) et la théorie de la déformation du cisaillement de l'ordre supérieur (HSDT). En outre, les résultats démontrent que la théorie proposée peut atteindre la même précision des HSDT existants qui ont plus de nombre de variables. 2 This work presents a simple and refined nth-order shear deformation theory for mechanical and thermal buckling behaviors of functionally graded (FG) plates resting on elastic foundation. The proposed refined nth-order shear deformation theory has a new displacement field which includes undetermined integral terms and contains only four unknowns. Governing equations are obtained from the principle of minimum total potential energy. A Navier type analytical solution methodology is also presented for simply supported FG plates resting on elastic foundation which predicts accurate solution. The accuracy of the present model is checked by comparing the computed results with those obtained by classical plate theory (CPT), first-order shear deformation theory (FSDT) and higher-order shear deformation theory (HSDT). Moreover, results demonstrate that the proposed theory can achieve the same accuracy of the existing HSDTs which have more number of variables.
Analyse du flambement des plaques non-homogène épaisses sur les fondations visco-élastique
(2024-04-25) BENNEDJADI Mimoun; Encadreur: CHIKH Abdelbaki; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
Résumé (Anglais)) : In the present work, a simple and refined shear deformation theory is used to analyze the effect of visco-elastic foundation on the buckling response of exponentially-gradient sandwich plates under various boundary conditions. The proposed theory includes indeterminate integral variables kinematic with only four generalized parameters, in which no shear correction factor is used. The visco-Pasternak’s foundation is taken into account by adding the influence of damping to the usualfoundation model which characterized by the linear Winkler’s modulus and Pasternak’s foundation modulus. The four governing equations for FGM sandwich plates are derived by employing principle of virtual work. To solve the buckling problem, Galerkin’s approach is utilized for FGM sandwich plates for various boundary conditions. The analytical solutions for critical buckling loads of several types of powerly graded sandwich plates resting on visco-Pasternak foundations under various boundary conditions are presented. Some numerical results are presented to indicate the effects of inhomogeneity parameter, elastic foundation type, and damping coefficient of the foundation, on the critical buckling loads. Keywords: buckling; functionally graded materials; Galerkin’s approach; refined shear deformation theory; sandwich plates; various boundary conditions; visco-Pasternak foundations Résumé (Français) Dans le présent travail, une théorie simple et raffinée de la déformation par cisaillement est utilisée pour analyser l'effet de la fondation viscoélastique sur la réponse au flambement des plaques sandwich fonctionnellement graduées sous diverses conditions aux limites. La théorie proposée comprend des variables intégrales indéterminées cinématiques avec seulement quatre paramètres généralisés, dans lesquelles aucun facteur de correction de cisaillement n'est utilisé. La fondation de visco-Pasternak est prise en compte en ajoutant l'influence de l'amortissement au modèle de fondation habituel qui se caractérise par le module linéaire de Winkler et le module de fondation de Pasternak. Les quatre équations déterminantes pour les plaques sandwich FGM sont dérivées en utilisant le principe du travail virtuel. Pour résoudre le problème de flambement, l'approche de Galerkin est utilisée pour les plaques sandwich FGM pour diverses conditions aux limites. Les solutions analytiques pour les charges critiques de flambement de plusieurs types de plaques sandwich fortement graduées reposant sur des fondations visco-Pasternak sous diverses conditions aux limites sont présentées. Certains résultats numériques sont présentés pour indiquer les effets du paramètre d'inhomogénéité, du type de fondation élastique et du coefficient d'amortissement de la fondation sur les charges critiques de flambement. Mots-clés : flambage ; matériaux classés fonctionnellement ; l'approche de Galerkin ; théorie raffinée de la déformation par cisaillement ; assiettes à sandwichs; diverses conditions aux limites; fondations visco-Pasternak
Analyse dynamique des plaques en matériaux à gradient de propriétés
(2018-12-09) ABUALNOUR Moussa; Encadreur: HOUARI Mohammed Sid Ahmed; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
Résumé (Français) : Dans ce travail, une nouvelle théorie de déformation de cisaillement incluant l'effet d'étirement de l’épaisseur pour la vibration libre des plaques simplement appuyée est présentée. La théorie tient compte de la distribution parabolique des déformations de cisaillement transversales et vérifie les conditions aux limites des contraintes de cisaillement nulles sur les surfaces de la plaque, sans utiliser le facteur de correction de cisaillement. L’avantage de cette théorie est que le nombre de variables dans le champ de déplacement est seulement cinq comparativement aux autres théories de cisaillement et de la déformation normale. La présente théorie a un nouveau champ de déplacement qui introduit des variables intégrales indéterminées. L'équation du mouvement de la structure vibratoire obtenue par le principe classique de Hamilton et résolue en utilisant les étapes de Navier. La validation du modèle théorique proposé est effectuée pour démontrer l'efficacité du modèle. On peut en conclure que la présente théorie est non seulement précise, mais aussi simple pour prédire les fréquences naturelles des plaques à gradient de propriété avec effet d'étirement de l’épaisseur. Mots clés : Plaques FGM; nouvelle théorie de plaque ; Vibration ; effet d'étirement de l’épaisseur Abstract (Anglais) : This workpresents a new shear deformation theory including the stretching effect for free vibration of the simply supported functionally graded plates. The theory accounts for parabolic distribution of the transverse shear strains and satisfies the zero traction boundary conditions on the surfaces of the functionally graded plate without using shear correction factors. This theory has only five unknowns, which is even less than the other shear and normal deformation theories. The present one has a new displacement field which introduces undetermined integral variables. The equation of motion of the vibrated structure obtained via the classical Hamilton’s principle and solved using Navier’s steps. The validation of the proposed theoretical model is performed to demonstrate the efficacy of the model. It can be concluded that the present theory is not only accurate but also simple in predicting the natural frequencies of functionally graded plates with stretching effect. Keywords: Functionally graded plates; new plate theory; vibration; stretching effect.
Analyse dynamique des plaques épaisses avec la prise en compte de l’effet de la microstructure
(2022-10-04) Kouider djilali; Encadreur: BOUSAHLA Abdelmoumen Anis; Co-Encadreur: BOURADA Mohamed
Résumé (Français) : Dans cette thèse, l’étude et la modélisation des structures épaisses avec prise en compte de l’effet de la microstructure a été entreprise. A cet effet l'analyse de flexion et de vibration libre des plaques est présentée en utilisant une nouvelle théorie de déformation de cisaillement d'ordre élevé (HSDT) ou le nombre de variables de la cinématique proposé est réduit. Pour cela cette théorie est donc simple d’utilisation vu les quatre variables proposées contrairement à d’autres théories de déformation de cisaillement qui proposent cinq variables ou plus. Aussi, de nouveaux types de plaques sandwich en matériaux fonctionnellement gradués (FGM) sont considérés, à savoir avec des faces FGM dont les propriétés varient en fonction de loi de puissance et l’âme du FGM qui varie d’une manière exponentielle. Les équations du mouvement pour ce problème sont dérivées en utilisant le principe d’Hamilton. Les conditions aux limites sont prises en charge pour plaque simplement appuyée, et l’approche de Navier est utilisée pour résoudre les équations de mouvement. L'exactitude de la présente théorie est vérifiée en comparant les résultats obtenus avec des solutions d'élasticité tridimensionnelles et avec d'autres théories d'ordre élevé quasi-3D trouver dans la littérature. D'autres exemples numériques sont également présentés pour montrer les influences de la répartition de la fraction volumique, des paramètres géométriques et de l'indice de loi de puissance sur les réponses en flexion et en vibration libre des plaques sandwich FGM. On peut conclure que la formulation actuelle qui prend en compte à la fois le cisaillement transverse et la déformation prédit les fréquences naturelles avec le même degré de précision que celles des solutions d'élasticité 3D et donne de bons résultats de déplacements et des contraintes par rapport aux autres théories Quasi-3D. On peut également en déduire que la variation de la flèche adimensionnelle est en relation inverse avec le paramètre d'inhomogénéité et la fréquence propre. Résumé (Anglais) : In this thesis, the study and modeling of thick structures taking into account the effect of the microstructure was undertaken. For this purpose the analysis of bending and free vibration of the plates is presented using a new theory of high order shear deformation (HSDT) where the number of variables of the proposed kinematics is reduced. For this reason, this theory is therefore easy to use given the four variables proposed, unlike other shear deformation theories, which offer five or more variables. Also, new types of sandwich plates in functionally graded materials (FGM) are considered, namely with FGM faces whose properties vary according to the power law and the core of the FGM which varies exponentially. The equations of motion for this problem are derived using Hamilton's principle. Boundary conditions are supported for simply supported plate, and Navier's approach is used to solve the equations of motion. The correctness of the present theory is verified by comparing the results obtained with three-dimensional elasticity solutions and with other quasi-3D high-order theories found in the literature. Other numerical examples are also presented to show the influences of volume fraction distribution, geometric parameters and power law index on the bending and free vibration responses of FGM sandwich plates. It can be concluded that the current formulation, which takes into account both the transverse shear and the deformation, predicts the natural frequencies with the same degree of accuracy as those of the 3D elasticity solutions and gives good results of displacements and stresses compared to other Quasi-3D theories. It can also be deduced that the variation of the dimensionless sag is inversely related to the inhomogeneity parameter and the natural frequency.
Analyse Et Modelisation De L’influence De cisaillement Transverse Sur Le Comportement Statique Et Dynamique Des Poutres FGM
(2016-01-19) KHELIFA Zoubida; Encadreur: HASSAINE DAOUADJI Tahar
:الملخص(بالعربية) الهدف من هذا العمل القيام بدراسة السلوك الستاتيكي و الديناميكي لرافدة ذات خصائص مادية متغيرة بالتدرج في اتجاه الارتفاع،تحت تاثير القص العرضي استنادا للمحورالمحايد مع العلم أن خصائص المواد تختلف وفقا لقانون الاسية فيالاتجاه العرضي للعارضة نستخدم نظرية مكررة من تشوه القص من الترتيب العالي للاستجابةالستاتيكية والديناميكية للعوارض المتدرجة وظيفيا الميزة الأكثر إثارة للاهتمام في هذه النظرية هو أنها تمثل قطعي مكافئ لاجهادات القص وفقا للسمك ويفي بشروط الجر المنعدمة على الأسطح العلوية والسفلية للعارضة دون عامل التصحيح القص. باستخدام هذه النظرية والمحورالمحايد معادلات الحركةللعارضة يتم الحصول عليها باستخدام مبدأ "هاملتون" . الحل التحليلي لنوع "نافيير" استخدمت للمشكلة من الانحناءو الاهتزاز الحر وعرضناأمثلة عددية للتحقق من دقتها , لإثبات دقة وكفاءة النظرية، تتم مقارنة النتائج المتحصلعليها مع نتائج نظريات أخرى Résumé (Français et/ou Anglais) : L’objectif de ce travail est d’effectuer une étude statique et dynamique des poutres FGM sous l’influence du cisaillement transverse en se basant sur le concept de l’axe neutre. Sachant que les propriétés matérielles varient selon une loi de puissance suivantla direction transversale de la poutre. Nous utilisons une théorie raffinée de cisaillement transverse d’ordre élevé pour la réponse statique et dynamique des poutres fonctionnellement graduées. La caractéristique la plus intéressante de cette théorie est qu'elle représente une variation parabolique des contraintes de cisaillement transversales suivant l'épaisseur et satisfait les conditions de traction nulles sur les surfaces supérieure et inférieure de la poutre sans l'aide de facteur de correction de cisaillement. En utilisant cette présente théorie et le concept de la surface neutre, les équations de mouvement pour la poutre en FGM sont obtenues en utilisant le principe d’Hamilton. La solution analytique de type Navier à été utilisé pour le problème de flexion et de la vibration libre. Des exemples numériques sont présentés pour vérifier l'exactitude de la présente théorie. Pour montrer la précision et l’efficacité de cette théorie, les résultats obtenus sont comparés avec les résultats existant dans la littérature.
Analyse et modélisation du comportement des plaques en matériaux à gradient de propriétés type FGM sous chargement thermomécanique
(2016-06-12) ABDELHAK Zohra; Encadreur: HASSAINE DAOUADJI Tahar
الملخص(بالعربية): في هذا البحث, تم تطوير حل تحليلي دقيق, من جهة, لتحليل الإنبعاج الحراري لصفائح متعددة الطبقات (سندويش)من مواد متدرجة وظيفيا FGM خضعت لمختلف أنماط التحميل الحراري, المنتظم, الخطي و غير الخطي, عبر سمك الصفائح, و من جهة أخرى,نقترح داله قطع جديدة لدراسة إنبعاج الصفائح متعددة الطبقات FGM مع مختلف الشروط الحدية. تستند الصيغ النظرية على نظرية التشوه بالقص المكررة. عكس كل النظريات, عدد المجاهيل لهذه النظرية أربع فقط, في حين باقي النظريات تستلزم خمس مجاهيل. هذه النظرية تاخذ بعين الإعتبار التوزيع المكافىء لإجهادات القص عبر سمك الصفيحة, و تحقق إنعدام هذه الإجهادات عند الحواف العلوية و السفلية للصفيحة بدون إستعمال معاملات تصحيح القص. نقترح أن الخصائص المادية لصفيحة ال FGM تتغير بدون إنقطاع في إتجاه السمك وفقا لتوزيع بسيط لقانون القوة P-FGM بدلالة جزء حجمي للمكونات. نثبت نجاعة النظرية المقترحة بمقارنة النتائج المتحصل عليها من خلال هذه النظرية بغيرها من النتائج المتحصل عليها بنظرية الترتيب الأول و النظريات ذات الترتيب العالي. تأثيرات تشوه القص العرضي, الحمولة الحرارية, حاصل قسمة أبعاد الصفيحة (a/b), حاصل القسمة طول-سمك (a/h) و مؤشر القوة للجزء الحجمي k تمت دراستها. النتائج الرقمية للحمولة الحرجة لإنبعاج الصفحات متعددة الطبقات المتدرجة وظيفيا تم عرضها و مناقشتها. يمكن الاستنتاج أن النظرية المقترحة هي نظرية دقيقة و بسيطة لدراسة الإنبعاج الحراري للصفائح المتدرجة وظيفيا و التي تخضع لحمولة حرارية و إنبعاج الصفائح مع مختلف شروط الحدود. Résumé (Français et/ou Anglais) : Dans ce travail de recherche, une solution analytique exacte est développée, d’une part, pour analyser le flambement thermique des plaques sandwich en matériau à gradient évaluée (FGM) soumises à une variation uniforme, linéaire et non-linéaire de température à travers l'épaisseur, et d’autre part, à proposer une nouvelle fonction de cisaillement pour étudier le flambement des plaques sandwich en FGM avec diverses conditions aux limites. Les formulations théoriques sont basées sur une théorie raffinée de déformation en cisaillement. Contrairement aux autres théories, le nombre d’inconnus impliqués dans cette théorie est seulement quatre, alors que les autres théories de déformation de cisaillement nécessite cinq inconnus. Cette théorie prend en considération une distribution parabolique de la contrainte de cisaillement à travers l’épaisseur de la plaque, et satisfaite la nullité de cette contrainte aux surfaces supérieure et inférieure de la plaque sans l’utilisation des facteurs de correction de cisaillement. On suppose que les propriétés matérielles de la plaque FGM varient sans interruption dans la direction de l’épaisseur selon une simple distribution de loi de puissance (P-FGM) en fonction de la fraction volumique des constituants. La validité de la présente théorie est vérifiée en comparant les résultats déterminés par cette théorie à ceux obtenus par la théorie de premier ordre et les autres théories d’ordre élevé. Les effets de la déformation de cisaillement transversale, la charge thermique, le rapport des dimensions de la plaque (a/b), le rapport longueur-épaisseur (a/h), et l’indice de puissance de la fraction volumique (k) sont étudiés. Les résultats numériques de la charge critique de flambement des plaques sandwich fonctionnellement graduées ont été présentés et discutés. On peut conclure que la présente théorie est précise et simple pour étudier le flambement thermique des plaques fonctionnellement graduées soumises à un chargement thermique et le flambement avec diverse condition aux limites.
ANALYSE ET MODELISATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES STRUCTURES SANDWICHES EN MATERIAUX A GRADIENT DE PROPRIETES
(2021-12-07) KEDDOURI Ahmed; Encadreur: HADJI Lezrag; Co-Encadreur:TOUNSI Abdelouahed
Résumé (Anglais) : The objective of this work is to perform a static bending analysis of porous sandwich plates in gradient materials evaluated using a refined theory of four-variable transverse shear strain. This theory takes into account the effects of transverse shearing and the parabolic distribution of the shear stresses according to the thickness of the plate and satisfies the conditions of nullity of the shear stress on the upper and lower faces of the plate FGM without the aid shear correction factors. In this study, the material properties of FGM skins vary continuously across plate thickness as a function of the P-FGM power law or the S-FGM sigmoid function in terms of the volume fractions of the constituents. The face layers are considered to be FGM while the core consists of a homogeneous ceramic layer. Four new forms of porosity were used in this study. The governing equations are derived from the principle of virtual displacements. The analytical solution is obtained using the Navier method. Numerical results are presented to show the effect of material distribution, sandwich plate geometry and porosity on deflection and stresses of FGM sandwich plates. The validity of the present theory is studied by comparing certain results obtained with other results published in the literature. Keywords: Functionally graduated materials; Sandwich plates; Refined plate theory; Flexion; Navier solution; Porosity
ANALYSE ET MODELISATION PAR ELEMENTS FINIS DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES POUTRES METALLIQUES RENFORCEES PAR COLLAGE EXTERNEDES PLAQUES COMPOSITES
(2015-12-03) BOUAKKAZ Khaled; Encadreur: HASSAINE DAOUADJI Taher; Co-Encadreur: A. MEFTAH
الملخص (بالعربية) : ان استخدام البوليمر المقوى بالألياف الكربونية المركبة (Carbon Fiber Reinforced Polymers) من اجل إعادة تأهيل (ترميم) أو تعزيز الهياكل، وعلى وجه الخصوص، لتمديد حياة الروافد الفولاذية في تطبيقاتها المختلفة. أحد الجوانب التكنولوجيا الرئيسية للتعزيز العوارض باللصق هو تحليل الإجهاد للهيكل المقوى. على وجه الخصوص، تقييم موثوق به وإلزامي لإجهاد القص للاصقة والاجهادات في لوحات CFRP من أجل التنبؤ بتحمل الانهيار الروافد. في هذه الأطروحة، تطوير تحليلي ورقمي بالعناصر المحدودة معروضة لحساب الاجهادات في الرافدة تحت تأثير الأحمال الميكانيكية. وتمت مقارنة النتائج المحصل عليها مع النتائج المحصل عليها من طرف تونسي، ونفذت سلسلة من الدراسات المتغيرة لإظهار كيف تتأثر أقصى الاجهادات الوجهية بسمك طبقة اللصق، نسبة الحجمية للألياف وتأثير الرطوبة الحرارية. Résumé (Français et/ou Anglais) : The use of carbon fiber reinforced polymers (CFRP) composites to upgrade structures and, in particular, to extend the lives of steel beams has wide applications. One of the main aspects of the bonded strengthening technology is the stress analysis of the reinforced structure. In particular, reliable evaluation of the adhesive shear stress and of the stress in the CFRP plates is mandatory in order to predict the beam’s failure load. In this thesis, an analytical development and a finite element analysis are presented to calculate the stresses in the reinforced beam under mechanical loads. The obtained results were compared with the those of Tounsi’s analytical approach , and a serial of parametric studies were carried out to show how the maximum interfacial stresses have been influenced by the thickness of adhesive layer, by the fiber volume fraction and hygrothermal effect.