- [ VRPG-Doc] Génie mécanique --- هندسة ميكانيكية
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- ItemEtude de couplage du grenaillage et de l’expansion comme technique de réparation.(2021-02-11) LAREDJ Mustapha; Encadreur: MILOUDI Abdelkaderالملخص (بالعربية) بعد تمدد الثقب، تولد المنطقة المشوهة إجهادات انضغاطية متبقية، وهذه الضغوط المتبقية ليست متماثلة في اتجاه عمق القطعة بحيث مستوى الضغوط الانضغاطية المتبقية في المدخل أقل من نظيرتها في المخرج. سيؤدي ذلك إلى بدء الشقوق أمام المدخل. الهدف من هذا العمل هو الجمع بين تقنية رمي كريات صغيرة وتقنية تمديد ثقب واعتبارها كتقنية تكميلية لها، والهدف من ذلك هو تحسين الضغوط في وجه المدخل وتجانس إجهاد الضغوط المتبقية في وجهي المدخل والمخرج الثقب من أجل إيقاف أو إبطاء انتشار الشقوق المكتشفة في الهيكل. تم تطوير نماذج العناصر الرقمية ثلاثية الأبعاد لمحاكاة عملية التمدد البارد الكاملة وتقنية رمي كريات الصغيرة بالإضافة إلى اقتران التقنيتين. وبالتالي فإن الهدف هو الحصول على الخرائط الأكثر موثوقية الممكنة للضغوط المتبقية ثلاثية المحاور المتولدة على حافة الثقب ولكن أيضًا البحث عن استراتيجيات تحسين للعملية. وقد أظهر استخدام رمي الكريات الصغيرة كتقنية إصلاح تكميلية لتقنية التوسيع تأثيرها الإيجابي على توزيع حقول الإجهاد المتبقية في واجهة المدخل. بالإضافة إلى ذلك، أتاح التمدد الذي أعقبه رمي بالكريات صغيرة إمكانية تجانس الضغوط المتبقية في الوجهين Résumé : Après l’expansion d’un trou la zone déformée génère des contraintes résiduelles de compression, ces contraintes résiduelles ne sont pas uniformes en profondeur de l’épaisseur et le niveau de contraintes résiduelles de compression en face d’entrée est plus faible que celui en face de sortie. Ce qui va provoquer l’amorçage des fissures en face d’entrée. L'objectif de ce travail et le couplage du grenaillage comme technique de réparation complémentaire à la technique de l’expansion dont le but d’améliorer les contraintes dans la face d’entrée et d’homogénéiser les contraintes résiduelles dans les deux faces d’entrée et de sortie, afin d’arrêter ou ralentir la propagation des fissures détectées dans une structure. Des modèles numériques par éléments finis en 3D ont été développés en vue de simuler le procédé complet d’expansion à froid et le grenaillage de précontrainte ainsi que le couplage des deux techniques. Le but étant ainsi d’obtenir les cartographies les plus fiables possibles des contraintes résiduelles triaxiales générées en bord de trou mais aussi de rechercher des stratégies d’optimisations les deux procédés. L’utilisation du grenaillage comme technique de réparation complémentaire à la technique de l’expansion a permis de montrer son effet positif sur la distribution des champs de contraintes résiduelles dans la face d’entrée. Par ailleurs, l’expansion suivie par grenaillage a permis d’homogénéiser les contraintes résiduelles dans les deux faces. Abstract: After the expansion of a hole, the deformed zone generates residual compressive stresses, these residual stresses are not uniform in depth of the thickness and the level of residual compressive stresses on the inlet face is lower than that in exit face. Which will cause the crack initiation in inlet face. The objective of this work and the coupling of shot peening as a complementary repair technique to the expansion technique, the aim of which is to improve the stresses in the entry face and to homogenize the residual stresses in the two faces of entry and exit, in order to stop or slow the cracks propagation detected in a structure. 3D finite element models were developed to simulate the complete cold expansion process and shot peening as well as the coupling of the two techniques. The goal is thus to obtain the most reliable maps triaxial residual stress generated hole edge but also to search for the two processes optimization strategies. The use of shot peening as a complementary repair technique to the expansion technique has shown its positive effect on the distribution of residual stress fields in the entry face. In addition, the expansion followed by shot peening made it possible to homogenize the residual stresses in the two faces
- ItemModélisation du comportement thermique d’un bâtiment équipé de système combiné, capteur solaire et puits canadien(2018-12-01) LEKHAL Mohammed Cherif; Encadreur: MOKHTARI Abderrahmane; Co-Encadreur: BELARBI RafikRésumé (Français et/ou Anglais) : Avec 45% de la consommation énergétique mondiale et une émission de CO2 avoisinant les 36,2 billions de tonnes, le secteur du bâtiment constitue encore aujourd’hui un gisement important d’économie d’énergie et de réduction de gaz à effet de serre. De ce fait, une réelle et pressante volonté de réduire les dépenses énergétiques et d’améliorer les conditions environnementales s’avère nécessaire. Ce travail a pour objectif de modéliser un bâtiment équipé d’un système combiné afin d’examiner sa performance thermique du point de vue des besoins énergétiques et du confort thermique. Le système combiné est constitué d’un plancher solaire direct (PSD), d’un échangeur de chaleur air-sol (ECAS) et d’un dispositif de ventilation afin d’assurer le refroidissement gratuit (free cooling). Pour assurer une meilleure complémentarité ainsi qu’une bonne synergie entre les systèmes mentionnés ci-dessus lors de leur fonctionnement, une stratégie de contrôle a été adoptée, à la fois pour le chauffage et le refroidissement. Sur le plan expérimental, une cellule d’essai à échelle réelle équipée d’un PSD et d’un ECAS a été utilisée. Cette cellule sert à valider les résultats de test avec ceux issus du modèle numérique ; Le modèle numérique a été étendu à l’échelle d’un bâtiment résidentiel afin d’étudier la performance pour plusieurs configurations des systèmes intégrés (PSD, ECAS et free cooling) et leur stratégie de contrôle et d’analyser l'impact de chaque système sur la réduction des besoins énergétiques annuels de ce bâtiment et l’augmentation de taux de confort thermique. Ceci a permis d’évaluer individuellement la contribution de chaque système ainsi qu’à examiner la stratégie de contrôle adoptée pour le système combiné intégré dans le bâtiment. Les résultats de l’étude montrent que la combinaison des systèmes avec la stratégie de contrôle adoptée réduit respectivement de 70% et 66% l'énergie nécessaire pour chauffer et refroidir le bâtiment, ce qui représente une réduction annuelle totale de 68%. De plus, le système a pu augmenter le taux de confort thermique à 84% des heures de confort au cours de l'année. Ce pourcentage est en accord avec les taux recommandés par la norme ASHRAE pour le confort thermique.
- ItemSOUDAGE HETEROGENE PAR POINT PAR FRICTION MALAXAGE CAS DE : ALUMINIUM/ACIER(2018-11-06) MEKRI Hichem; Encadreur: BOUCHOUICHA Benattouالملخص (بالعربية) الدراسة الحالية هي جزء من أطروحة الدكتوراه في لحام اللحام الاحتكاكى غير المتجانسة من تكوين متعلق بنظام المعدنين (سبيكة الألومنيوم و الفولاذ المجلفن). الغرض من هذه الدراسة هو تحسين معايير اللحام لتحسين الخواص الميكانيكية للهياكل الملحومة .ركز العمل التمهيدي على تحديد الخواص التركيبية والميكانيكية للمادة الأساسية المستخدمة على هذا المستوى، تم تحليل تأثير مسافة الاختراق وسرعة الدوران من خلال اقتران بين اختبارات الشد الروتيني والتقنيات الصوتية وتقنيات ارتباط الصورة الرقمية .سمحت دراسة تجريبية بالربط بين عملية اللحام ونوعية المفاصل الملحومة من حيث البنية المجهرية والخواص الميكانيكية. وهكذا تم توضيح مورفولوجية الوصلات الملحومة من أجل فهم أفضل لتدفق المواد للمادة المتعددة. بالإضافة إلى ذلك، جعلت الملاحظات الدقيقة البنية الدقيقة من الممكن تسليط الضوء على التغيرات في حجم الحبيبات والصلابة الدقيقة ونسيج المناطق المختلفة التي تحدد مفصل الملحومة. وقد ساعد التحليل المجهري للمفاصل الملحومة ، الذي تم إجراؤه باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح على فهم آليات الضرر بشكل أفضل. جميع النتائج سمحت لنا بتحديد وقياس معايير التشغيل المميزة لتحقيق اللحام غير المتجانس (الألومنيوم/الصــــــلــــــــــــب) علــــــــــــى النـــحـــــــــوالأمـــــــــثـــل Résumé (Français et/ou Anglais) : Résumé en Français La présente étude s’inscrit dans le cadre d’une thèse de doctorat portant sur le soudage hétérogène par point par friction malaxage (Friction Stir spot Welding, FSSW) d’une configuration bimétallique (un alliage d’Aluminium 6061-T5 et d’un acier galvanisé). Le but de cette investigation est d’optimiser les paramètres de soudage FSSW pour l’amélioration des propriétés mécaniques des structures soudées. Le travail préliminaire a ciblé la détermination des propriétés microstructurales et mécaniques des deux matériaux de base utilisés. A ce niveau, l’influence de la distance de pénétration et de la vitesse de rotation a été analysée via un couplage entre des essais de traction monotone et la technique l’émission acoustique (EA) et la corrélation d’image digital (CID). Une étude paramétrique a permis un couplage entre le procédé de soudage FSSW et la qualité des joints soudés en termes de microstructure et de propriétés mécaniques. Ainsi, La morphologie des joints soudés a été mise en évidence en vue de mieux comprendre le flux de matière lors du procédé FSSW d’un multi matériau. De plus, des observations fines microstructurales ont permis de mettre en évidence les évolutions de la taille des grains, de la micro dureté et de la texture des différentes zones définissant un joint soudé. Une analyse micrographique des joints soudés, réalisée à l’aide d’un microscope électronique à balayage « MEB » et La technique de la diffraction des électrons radiodiffusés « EBSD » a contribué à mieux cerner les mécanismes d’endommagement. L’ensemble des résultats nous a permis d’identifier et de quantifier les paramètres opératoires caractéristiques pour réaliser de façon optimale une soudure hétérogène (Aluminium/Acier) par FSSW.
- ItemOptimisation multi objectif des facteurs d’influence sur la performance et fiabilité des assemblages composites hybrides(2021-05-25) MERABBI Fouzia; Encadreur: Lousdad AbdelkaderRésumé (Français et/ou Anglais) : La minimisation du poids étant un objectif primordial pour l’industrie de l’aéronautique et de l’automobile, les matériaux composites sont des éléments importants de la conception des composantes mécaniques puisqu’ils possèdent une résistance élevée par rapport à leur masse. Lorsque ceux-ci sont utilisés afin de concevoir des structures complexes, il est souvent impossible de les concevoir en une seule pièce, ce qui nécessite l’utilisation de joints. Ces joints introduisent des discontinuités dans la répartition des contraintes à l’intérieur des composantes et sont souvent des sites de concentration de contraintes. Par conséquent, ils peuvent limiter les performances d’une structure, en plus d’en augmenter la masse de façon significative suite à l’utilisation d’éléments d’assemblages mécaniques tels que des boulons ou des rivets. C’est pourquoi les joints collés sont de plus en plus populaires car ceux-ci sont beaucoup plus légers que les joints boulonnés ou rivetés en plus d’être souvent plus rigides. Malheureusement, il est très difficile d’inspecter un joint collé pour en identifier les défauts car la présence de fissures dans l’adhésif ne peut être observée à l’œil nu. C’est pourquoi, en mécanique, ce type de joints n’est pas accepté pour des applications structurales par les autorités de certification. Pour pallier à ce problème, l’utilisation de joints hybrides, c’est-à dire des joints utilisant un adhésif et des éléments de fixations mécaniques, sont de plus en plus favorables. Par contre, ces joints sont souvent très peu optimisés suite à un manque de connaissances des interactions entre les méthodes d’assemblages utilisées. L’objectif principal de ce travail est de proposer une nouvelle méthodologie de conception des joints hybrides. Pour ce faire, des outils d’analyses performants comme les Algorithmes Génétiques (AG) et les plans d'expériences (PE) permettant d’améliorer la compréhension du comportement des joints hydrides lorsque soumis à un effort externe ont été mis en place. Les résultats obtenus à partir des approches utilisées sont en bonne concordance avec ceux obtenus par des études théoriques et expérimentales trouvés dans la littérature Abstract: The weight minimization is an objective of a primary concern in aeronautics and automobile industries. The composite materials are important elements in the design of mechanical components since they have a higher resistance with respect to their mass. When these materials are used in the design of complex structures it is often impossible to design them in one part thus it requires the use of joints. These joints introduce discontinuities in the stress distributions inside the components and are often stress concentration sites. Consequently they may compromise the performance of the structure and moreover they result in a significant increase of the mass due to the use of mechanical assembly elements such as bolts or rivets. That is why the bonded joints are more preferred due to their lighter weight than the bolted or riveted joints and are often more rigid. Unfortunately it is too difficult to inspect a bonded joint in order to identify the flaws since the cracks inside the adhesive cannot be observed with the naked eye. This is why in mechanics this type of joints is not accepted for structural applications by the Certification Authorities. In order to overcome this problem, the use of hybrid joints i.e. the use of adhesive and mechanical assembly elements are more and more favorable. However, these type of joints are less optimized due to the lack of a better understanding of the interactions between the coupled assemblies methods used. The main objective of this work is to propose a new design methodology of hybrid joints. In order to carry this, performing and robust analysis tools such as Genetic Algorithm (GA) and Design of Experiments (DOE) are used since they allow improving and better understanding of the behavior of hybrid joints when subjected to external loads. The results obtained from the approaches used are in good agreement with those obtained from theoretical and experimental studies found in the literature.
- ItemComportement de fissures dans les matériaux composites(2018-06-21) RAMDOUM Sara; Encadreur: Bouafia Farida; Co-Encadreur: FEKIRINI HamidaRésumé (Français et/ou Anglais) : De nombreuses études ont été menées sur l’élaboration à l’échelle microscopique des matériaux composites. D’autre part, de l'élaboration des composites à des températures relativement élevées résultent des contraintes résiduelles fortement localisées dans la fibre et la matrice au voisinage très proche de leur interface. Ces contraintes de cisaillement mettent la fibre en compression et la matrice en tension. L'objectif de ce travail est donc d’étudier, tridimensionnellement par la méthode des éléments finis, l'effet de ces contraintes sur le comportement de fissures initiées dans deux types de composites constitué d'une matrice en aluminium (Al) renforcée par des fibres en alumine (Al2O3) et un autre composite d’une matrice Epoxy renforcé par des fibres en Carbone. Ce comportement est analysé en termes de variation des facteurs d'intensité de contraintes en modes I, II et III. L'effet de plusieurs paramètres a été étudié. Ce travail rentre dans ce contexte et a pour objectif l’analyse du comportement de fissures initiées dans un composite à matrice métallique et organique renforcée par des fibres unidirectionnelles en céramique. Cependant, le besoin de modèles complets et fiables pour la prédiction du comportement thermique et thermomécanique, devient une nécessité cruciale pour l’élaborateur des matériaux composites. De plus, le comportement est altéré par des paramètres liés à un chargement extérieur comme la température et l’effort mécanique. À la lumière des résultats numériques obtenus, La modélisation montre un effet sur la genèse des contraintes internes pour un VER fiable et convenable d’un matériau composite avec des contraintes internes les plus faibles possibles. Les résultats obtenus montrent clairement que le décollement angulaire entraîne une amplification de l’intégrale J et par conséquent l’augmentation de la cinétique de propagation de fissure pour un motif hexagonal.
