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

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Contribution à la modélisation et à la commande d'un drone miniature
(2019-02-28) SATLA Zouaoui; Encadreur: ELAJRAMI Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Abstract : The quadrotor is a flying robot. It belongs to the Multirotors family. The quadrotor has several characteristics (mechanical structure of reduced size, reduced weight, agility, vertical takeoff and landing), which gives several advantages over other types of flying robots. However, despite all the advantages, the quadrotor has a dynamic model that is strongly non linear and fully coupled, hence the requirement of a robust and stable control. This thesis is about modeling and controlling flying robots, specifically a quadrotor. The main objective of the present work is to design a mathematical model to estimate the behavior of flying robots with four motors (quadcopters) controlled by three algorithms; P depends on the present errors; I on the accumulation of past errors, and D a prediction of future errors (PID controller design) with simple strategy. In this regard, a governing equation of motion based on Newton Euler's formularies for rigid body dynamics is presented. In order to design the control algorithm some assumptions are made such as the ignorance of the blade flapping, surrounding fluid velocities. This exclusion of parameters makes the model flexible, simple, and allows the control to be more efficiency and easy to designed without the need of expensive computation. The simulation studies are carried out using MATLAB program. Résumé : Le quadrotor est un robot volant faisant partie de la famille des multirotors. Il possède plusieurs caractéristiques (une structure de taille réduite, faible poids, agilité, décollage et atterrissage vertical) qui lui offrent plusieurs avantages par rapport à d’autres types de robots volants. Mais malgré tous ses avantages, le quadrotor possède une dynamique fortement non linéaire et pleinement couplée, d’où la nécessité d’une commande robuste et stable. Cette thèse porte donc sur la modélisation et la commande de robot volant de type quadrotor. L'objectif principal du présent travail est de concevoir un modèle mathématique pour estimer le comportement des robots volants à quatre moteurs (quadcoptères) contrôlés par trois algorithmes; P dépend des erreurs présentes; I sur l'accumulation des erreurs passées, et D une prédiction des erreurs futures (conception du contrôleur PID) avec une stratégie simple. À cet égard, une équation régissant le mouvement basé sur les formulaires de Newton Euler pour la dynamique du corps rigide est présentée. Afin de concevoir l'algorithme de contrôle certaines hypothèses sont faites telles que l'ignorance du battement de la lame, les vitesses du fluide environnantes. Cette exclusion des paramètres rend le modèle flexible, simple et permet au contrôle d'être plus efficace et facile à concevoir sans avoir besoin de calculs coûteux. Les études de simulation sont réalisées à l'aide du programme MATLAB.
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
Etude du comportement mécanique des plaques composite en utilisant des théories de déformations de cisaillement non-polynomiales
(2017-12-19) SEHOUL Mohammed; Encadreur: BENGUEDIAB Mohamed; Co-Encadreur: TOUNSI Abdelouahed
الملخص (بالعربية) : اللوحات المركبة تستخدم على نطاق واسع في هندسة المنشآت المدنية، الورشات الميكانيكية، عتاد الطيران وخاصة الهياكل الفضائية. يرجع ذلك بالدرجة الأولى إلى مقاومتها الكبيرة؛ جودة صلابتها وخصائصها التي تتكيف مع متطلبات تطبيقاتها في السنوات الأخيرة تم تطوير عدة نظريات لتحليل اهتزازات الهياكل المصنوعة من المواد المركبة؛ وقد أخذت هذه الأخيرة بعين الاعتبار تأثير تشوه القص العرضي مع معامل تصحيح القص. تستخدم هذه النظريات غالبا عددا كبيرا من المتغيرات ويكون فيها توزيع الإجهادات إما ثابت أو خطي لتبسيط دراسة الاهتزازات الحرة، قمنا بتطوير النظرية المكررة الأسية والتي تأخذ بعين الاعتبار تأثير تشوه القص العرضي بدون معامل تصحيح القص بأربعة مجاهيل فقط. في هذه النظرية قمنا ببرهنة سلاسل غير متعددة الحدود لدالة القص العرضي. من جانب أخر تم إجراء تحليل عددي بواسطة طريقة العناصر المنتهية باستعمال برنامج ماتلاب ثانيا، قد طورنا صيغة رياضية للنظرية المكررة الجديدة ذات أربعة متغيرات و ذلك بوضع توزيع الإجهادات على شكل غير خطي والتي تحقق شرط انعدام الإجهادات العرضية على حواف اللوحة. تأثير تغير عدة معايير مثل ( عدد الصفائح، نسبة مقياس القص الطولي على مقياس القص العرضي، نسبة الطول على السمك، ونسبة الطول على العرض) على الاهتزازات الحرة في اللوحات ذات الصفائح الغير متناظرة. بمقارنة النتائج التي تم التوصل إليها من قبل النظريتين المقترحتين مع النتائج التي تم الحصول عليها سابقا في النظريات الأخرى ثبت أن هذه النتائج جد متقاربة الكلمات المفتاحية : اللوحات المركبة؛ النظرية المكررة الأسية؛ صيغة رياضية؛ الاهتزازات الحرة؛ القص العرضي؛ سلاسل غير متعددة الحدود؛ نسبة مقياس القص الطولي على مقياس القص العرضي؛ نسبة الطول على السمك Résumé (Français et/ou Anglais) : Les plaques en composites sont largement utilisées dans les structures civiles, mécaniques, aéronautiques, et surtout aérospatiales. Cela est principalement dû à leur très grande résistance ; rigidité spécifique et l'avantage de l’adaptation de leurs propriétés pour répondre aux exigences de la pratique. Plusieurs théories prenant en compte l’effet de déformation de cisaillement transverse avec un coefficient de correction de cisaillement pour l’analyse des vibrations des structures en matériaux composites ont été développées ces dernières années. Ces théories utilisent souvent un grand nombre de variables, la distribution des contraintes est soit constante soit linéaire. Afin de simplifier l’étude des vibrations libres, une théorie raffinée exponentielle prenant en compte l’effet de déformation de cisaillement transverse sans coefficient de correction de cisaillement avec seulement quatre inconnues a été développée. Dans cette théorie, une approche mathématique de la fonction de gauchissement non-polynomiale a été développée. Une analyse numérique a été effectuée par la méthode des éléments finis sous environnement du code de calcul Matlab. En second lieu, une formulation mathématique de la nouvelle théorie raffinée à quatre variables a été développée en introduisant la distribution des contraintes et les déformations de cisaillement sous forme non linéaire permettant de vérifier la nullité des contraintes transversales aux bords de la plaque. Les effets de la variation des divers paramètres tel que (le degré d’orthotropie, le rapport d’orthotropie, le rapport de la longueur sur l’épaisseur et le rapport de la longueur sur la largeur) sur les vibrations libres des plaques en composites stratifiées antisymétriques sont pris en compte. Les résultats obtenus par les théories développées comparés à ceux obtenus par les autres théories sont en bon accord. Mots clés : plaques en composites stratifiées ; théorie raffinée de déformation de cisaillement vibration libre ; cisaillement transverse ; fonction de gauchissement non polynomiale ; degré d’orthotropie ; le rapport d’orthotropie ; fréquence adimensionnelle.
Comportement Mécanique des Biomatériaux Application aux Implants Dentaires
(2018-06-21) SIFI Miloud; Encadreur: SERIER Boualem; Co-Encadreur: MERDJI Ali
الملخص (بالعربية) الهدف من هذه الدراسة هو التحليل ثلاثي الأبعاد للقيود البيوميكانيكية ومستواها في المواد الحيوية لبدلة الأسنان والعظام المحيطة تحت تأثير الضغوط الميكانيكية الخارجية. من المعروف أن نجاح زراعة الأسنان يعتمد على الثبات الأولي للزرع وعلاجه على المدى الطويل بسبب التوزيع الأمثل للقيود الميكانيكية الحيوية في نظام الزرع / العظام. وقد تم تحليل العديد من المعضلات ، بما في ذلك تصميم الغرسة ، والهندسة الاصطناعية ، وشروط القوة الخارجية المطبقة ، واستخدام المواد الحيوية. وهكذا ، فإن العمل الذي نقدمه في هذه الرسالة يتناول تحليل عددي ثلاثي الأبعاد بواسطة طريقة العناصر المحددة لتأثير المسافة بين الغرسة ، وطبيعة الأطعمة التي تمضغها ، وجودة العظم ، على المستوى والتوزيع. ما ولدت في العظام والمواد الحيوية التي تشكل الطرف السني. هدف هذه الدراسة هو تحليل المخاطر الناجمة و يتم تقييمها بواسطة تقنيات تحليل العناصر المحدودة ثلاثية الأبعاد و باستخدام برنامج للتحميل الزائد للعناصر الاصطناعية والعظمية. التقدير المناسب لهذه التأثيرات يسمح بتحديد المواقع الصحيحة للزرعات في مواقع العظام من أجل تجنب فشل عملية التفويض العظمي وضمان نجاح عملية الزرع Résumé (Français et/ou Anglais) : Le but de cette étude est l’analyse tridimensionnelle des contraintes biomécaniques et de leur niveau dans les biomatériaux de la prothèse dentaire et l’os environnant sous l’effet de sollicitations mécaniques extérieures. Il est bien connu que le succès d’implantologie dentaire dépend de la stabilité initiale de l’implant et de son ostéo-intégration à long terme dû à la distribution optimale des contraintes biomécaniques dans le système implant/os. Plusieurs dilemmes ont été analysés, comprenant notamment de la conception d'implant, de la géométrie de prothèse, des conditions de forces extérieures appliquées, et des biomatériaux utilisés. Ainsi, le travail que nous présentons dans cette thèse porte sur une analyse numérique tridimensionnelle par la méthode des éléments finis de l’effet de la distance inter-implantaire, la nature des aliments mastiqués, et la qualité osseuse, sur le niveau et la distribution de la contrainte biomécanique équivalente de Von Mises engendrée dans l'os et les biomatériaux qui constituent la prothèse dentaire ont été mis en évidence. Cette étude a été évaluée par les techniques d’analyse tridimensionnelles par éléments finis en utilisant le logiciel Abaqus 3D afin d'analyser les risques de surcharge mécanique dans les éléments prothétiques et osseuses. Une estimation appropriée de ces effets permet de positionnement correct des implants dans les sites osseux afin d'éviter l'échec d'ostéointégration et assurer le succès de l'implantation.
Influence d’une Hétérogénéité Mécanique sur la Déchirure d'une Structure Soudée
(2016-05-29) SLIMANE Abdelkader; Encadreur: BOUCHOUICHA Benattou; Co-Encadreur: BENGUEDIAB Mohamed
Résumé (Français et/ou Anglais) : Cette thèse est destinée à l’étude de la déchirure ductile des joints soudés d’un acier A510AP. La résistance à la déchirure ductile des aciers est souvent caractérisée par des courbes exprimant la variation d’un paramètre global (Ouverture en pointe de fissure CTOD, force d’extension de fissure J) en fonction de l’accroissement de fissure ∆a. En outre des essais de traction ont été réalisés sur des éprouvettes prismatiques ont permis d’établir le comportement local (σvraie – εvraie) dans chacune des zones du joint. Les résultats de différents essais de cette étude vont servir pour la modélisation du comportement mécanique des joints de soudure. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’effet des hétérogénéités microstructurales induites par le soudage sur les hétérogénéités de comportement mécanique dans les différentes parties du joint soudé. La simulation de la propagation de fissure en déchirure ductile des joints soudés hétérogènes en acier A510AP à partir d'une méthode énergétique est réalisée sous le logiciel de calcul par éléments finis, Abaqus, dans chaque zone de soudure pour estimer l’influence de différents paramètres de chacune des deux approches étudiées, locale et globale. Une étude comparative entre deux modélisations a été faite pour valider les résultats de simulation des éprouvettes CT50 en introduisant une loi de comportement élastoplastique afin de montrer que les grandeurs de la méthode énergétique permettent de décrire l'amorçage et la propagation d'une fissure dans les joints soudés hétérogènes. La simulation par un modèle GTN est établie sur des éprouvettes axisymétriques entaillées pour modéliser le mécanisme d’endommagement et connaitre l’influence de différents paramètres de ce modèle sur la réponse de l’éprouvette. Un modèle mathématique est établi par la méthode du plan d’expériences pour trouver l’influence des trois paramètres de soudage hétérogène FSW, cette méthode présente une optimisation nécessaire pour obtenir un maximum d’informations par un minimum d’essai.