Publications

2002

• Application de la théorie de l'adaptation à la modélisation de la fatigue
  
  • Dang Van Ky
  Journal de Physique IV Proceedings, EDP Sciences, 2002, 12, pp.11-13. On se propose dans cette communication de présenter une théorie unifiée de la fatigue qui s'appliquerait aussi bien à la fatigue polycyclique qu'à la fatigue oligocyclique en s'appuyant sur les résultats de la théorie de l'adaptation. Cette théorie avait été proposée par les théoriciens de la mécanique pour étudier la réponse asymptotique des structures élastoplastiques sous chargements cycliques. Dans la démarche qui sera développée ici, le matériau est considérée comme une structure. Notre discussion commence par une présentation des phénomènes liés à la fatigue et qui se produisent à différentes échelles (microscopique,mésoscopique et macroscopique) ainsi que par un rappel des différents théorèmes d'adaptation. On revient ensuite sur un critère de fatigue polycyclique sous sollicitation multiaxial, le critère dit de Dang Van, et on montre que ce critère est essentiellement basé sur l'hypothèse de l'adaptation élastique qui sous entend que l'énergie dissipée dans ce processus est bornée. Dans le domaine de la fatigue oligocyclique, des résultats récents montrent qu'il est également possible de parler d'adaptation élastique et plastique aussi bien à l'échelle mésoscopique qu'à l'échelle macroscopique et que l'énergie dissipée accumulée est bornée par l'énergie de rupture. Ceci nous permettra de présenter le critère énergétique qui a été utilisé avec succès dans différentes applications sur structures industrielles. On illustre les concepts introduits en discutant la méthode de détermination de la limite de fatigue par l'utilisation de la thermographie infrarouge. On termine l'exposé en présentant un certain nombre d'applications qui vont de la fatigue à grand nombre de cycles à la fatigue oligocyclique, notamment sous chargements thermomécaniques susceptibles de provoquer des phénomènes de fatigue-fluage. [Pas d'information supplémentaire dans le pdf] (10.1051/jp4:20020468)
  DOI : 10.1051/jp4:20020468
• BEM and shape sensitivity techniques in defect identification problems
  
  • Bonnet Marc
  , 2002.
• Infrared observation of thermomechanical couplings in solids
  
  • Luong M. P.
  , 2002, pp.492-506. No abstract provided
• New bounds and estimates for porous media with rigid perfectly plastic matrix
  
  • Bilger Nicolas
  • Auslender François
  • Bornert Michel
  • Masson Renaud
  Comptes rendus de l’Académie des sciences. Série IIb, Mécanique, Elsevier, 2002, 330, pp.127-132. We derive new rigorous bounds and self-consistent estimates for the effective yield surface of porous media with a rigid perfectly plastic matrix and a microstructure similar to Hashin's composite spheres assemblage. These results arise from a homogenisation technique that combines a pattern-based modelling for linear composite materials and a variational formulation for nonlinear media. (10.1016/S1631-0721(02)01438-9)
  DOI : 10.1016/S1631-0721(02)01438-9
• Application du contrôle optimal à l'identification d'un chargement thermique
  
  • Delattre Benoît
  • Ivaldi Damien
  • Stolz Claude
  Revue Européenne des Éléments Finis, HERMÈS / LAVOISIER, 2002, 11, pp.393-404. La détermination du champ de température sur certaines pièces d'un moteur est obtenue par la résolution d'un problème inverse. Une alternative aux méthodes expérimentales coûteuses utilisées aujourd'hui est la méthode du contrôle optimal qui permet d'estimer le champ de température à partir de quantités mesurées sur pièce. Différents tests préfigurent des possibilités de prédiction et de fiabilité de la méthode. (10.3166/reef.11.393-404)
  DOI : 10.3166/reef.11.393-404
• An integral formulation for steady-state elastoplastic contact over a coated half-plane.
  
  • Dong C.
  • Bonnet Marc
  Computational Mechanics, Springer Verlag, 2002, 28, pp.105-121. A boundary-domain integral equation for a coated half-space (elastically isotropic homogeneous substratum, possibly anisotropic coating layer) is developed. The half-space fundamental solution is used, so that the discretization is limited to the potential contact zone (boundary elements), the potentially plastic part of the substratum and the coating layer (domain integration cells). Steady-state elastoplastic analysis is implemented within this framework, for plane-strain conditions, for solving rolling and/or sliding contact problems, where at the moment the contact load comes from either a purely elastic contact analysis or is of Hertz type. The constitutive integration is of implicit type. In order to improve accuracy and computational efficiency, infinite elements are used. Comparison of numerical results with other sources, when available, is satisfactory. The present formulation is also used to compute the contact pressure for an isotropic (or anisotropic) coating on an isotropic homogeneous half-space indented by an elastic punch. (10.1007/s00466-001-0274-y)
  DOI : 10.1007/s00466-001-0274-y
• Effet de la répartition hétérogène en amas des particules de MnS sur la rupture fragile et ductile des aciers de cuve
  
  • Bilger N.
  • Bornert Michel
  • Auslender F.
  • Masson Renaud
  • Michel J. C.
  • Moulinec H.
  • Suquet P.
  • Zaoui Z.
  , 2002. No abstract provided
• Direct evaluation of double hypersingular integrals and new free terms in 2D symmetric Galerkin BEM
  
  • Bonnet Marc
  • Guiggiani Massimo
  , 2002. In this paper a new general algorithm is developed for the direct evaluation of all singular double integrals arising in the 2D Galerkin BEM, including those with hypersingular kernels. A distinguishing feature of the proposed method is that double singular integrals are treated as a whole, that is, not as inner integrals followed by outer ones. Therefore, when applied to the symmetric Galerkin BEM, the proposed technique is strictly symmetry preserving. Moreover, a careful analysis of the limiting process is performed which shows that some new free terms may arise. (10.1016/S0045-7825(03)00286-X)
  DOI : 10.1016/S0045-7825(03)00286-X
• Pattern-based modelling of composite materials; principles, applications and limitations
  
  • Bornert Michel
  , 2002. No abstract provided
• Fatigue design of structures under thermomechanical loadings
  
  • Charkaluk Éric
  • Bignonnet André
  • Constantinescu Andreï
  • Dang Van Ky
  Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, Wiley-Blackwell, 2002, 25 (12), pp.1199-1206. This paper presents a global approach to the design of structures that experience thermomechanical fatigue loading, which has been applied successfully in the case of cast‐iron exhaust manifolds. After a presentation of the design context in the automotive industry, the important hypotheses and choices of this approach, based on a thermal 3D computation, an elastoviscoplastic constitutive law and the dissipated energy per cycle as a damage indicator associated with a failure criterion, are first pointed out. Two particular aspects are described in more detail: the viscoplastic constitutive models, which permit a finite element analysis of complex structures and the fatigue criterion based on the dissipated energy per cycle. The FEM results associated with this damage indicator permit the construction of a design curve independent of temperature; an agreement is observed between the predicted durability and the results of isothermal as well as non isothermal tests on specimens and thermomechanical fatigue tests on real components on an engine bench. These results show that thermomechanical fatigue design of complex structures can be performed in an industrial context. (10.1046/j.1460-2695.2002.00612.x)
  DOI : 10.1046/j.1460-2695.2002.00612.x
• Reliability of structures during random loadings
  
  • Zarka J.
  • Karaouni H.
  , 2002. No abstract provided
• Mécanique des milieux continus
  
  • Salençon J.
  , 2002.
• Calcul à la rupture / Yield design
  
  • Salençon J.
  , 2002.
• An elastodynamic boundary element approach to underground cavity detection
  
  • Guzina B. B.
  • Nintcheu Fata S.
  • Bonnet Marc
  , 2002.
• Formulation and Well-Posedness of Unilateral Multibody Dynamics
  
  • Ballard Patrick
  , 2002, 103, pp.25-32. The classical theory of rigid bodies systems undergoing perfect bilateral constraints has received firm mathematical foundations for a long time. We extend it to the case where there are perfect unilateral constraints also. The formulation follows the line initiated by Schatzman (1978) and Moreau (1983). We give a parametrization-free formulation and try to identify the most general form of impact constitutive equation which is compatible with well-posedness. Then, well-posedness is proved under the assumption of analyticity of the data, since it is known, thanks to Bressan (1960) and Schatzman (1978), that uniqueness does not hold in the C∞ setting. (10.1007/978-94-017-1154-8_3)
  DOI : 10.1007/978-94-017-1154-8_3
• On some recent trends in modelling of contact fatigue and wear in rail
  
  • Dang Van Ky
  • Maitournam Habibou
  Wear, Elsevier, 2002, 253, pp.219-227. Specific numerical methods for the computational analysis of damage induced in rail by repeated rolling are presented. The calculations of mechanical stabilized states (shakedown, ratchetting) of rail-like structures subjected to moving contact loads are performed using the “stationary methods”. An association of 2-D finite element method, Fourier expansion in the longitudinal direction of the rail and steady-state assumption reduces the computational cost of such procedures. These methods constitute the key for the quantitative prediction of fatigue. Three types of damage (low-, high-cycle fatigue and damage) are encountered. Special attention to high-cycle fatigue is paid, through the use of Dang Van multi-axial fatigue criterion. The 3-D simulations of rolling contact and investigation of rail high-cycle fatigue illustrate the applicability of the methodology. (10.1016/S0043-1648(02)00104-7)
  DOI : 10.1016/S0043-1648(02)00104-7
• On the determination of elastoviscoplastic constants of hard marls from in situ measurements performed on a motorway tunnel in the Alps
  
  • Lecampion Brice
  • Constantinescu Andrei
  • Nguyen Minh Duc
  • Allagnat D.
  , 2002, pp.251-258.
• Simulation numérique d'un disque de frein automobile par une méthode de calcul eulérien
  
  • Nguyen-Tajan Thi Mac-Lan
  • Thomas Jean-Jacques
  • Maitournam Habibou
  , 2002, pp.131-138.
• Les matériaux vieillissent aussi
  
  • Zaoui André
  , 2002.
• Micro-mécanismes d'endommagement des zircaloy hydrurés: Essais in-situ et modélisation
  
  • Noël Racine Antoine
  • Bornert Michel
  , 2002.
• Caractérisation expérimentale de paramètres thermomécaniques liés au frottement
  
  • Stalin Nadine
  • Eytard Jean-Christophe
  Mechanics & Industry, EDP Sciences, 2002, 3, pp.267-270. Les progrès technologiques accomplis en matière de thermographie infrarouge offrent aujourd'hui des possibilités accrues d'étudier des phénomènes thermiques dans le domaine de la mécanique du contact notamment lorsqu'il y a du frottement. Le coefficient de frottement instantané, pouvant varier continûment, est souvent difficile à évaluer. La mise au point d'une méthode basée sur l'émission infrarouge, qui s'appuie sur l'observation conjointe et en continu du coefficient de frottement et des élévations de température au cours d'un essai d'usure en glissement total, permet de disposer d'une autre technique d'évaluation du frottement. Cette démarche expérimentale met en évidence une similitude de comportement, en temps réel, de ces deux facteurs. Les variations de température résultant de la production de chaleur générée par le frottement sont mesurées sur la face opposée à celle du contact. Cette démarche utilise les propriétés de transfert de chaleur par conduction à travers l'épaisseur de l'éprouvette. Cette approche ouvre des perspectives de recherche notamment dans des domaines de la mécanique où les phénomènes se produisent dans des zones de contact difficiles d'accès.
• Etude micromécanique de la fissuration par fatigue de l'alliage de titane Ti6246
  
  • Mignot F.
  • Doquet V.
  • Sarrazin-Baudoux C.
  • Petit J.
  , 2002. No abstract provided
• Détermination de la réponse asymptotique d'une structure anélastique sous chargement thermomécanique cyclique
  
  • Maitournam Habibou
  • Pommier Benjamin
  • Thomas Jean-Jacques
  Comptes Rendus. Mécanique, Académie des sciences (Paris), 2002, 330, pp.703-708. Cet article présente une solution alternative aux méthodes classiques (comme la méthode incrémentale) de résolution de problèmes thermomécaniques cycliques non-linéaires. Il s'agit d'une Méthode Cyclique Directe qui consiste à rechercher directement la solution asymptotique d'une structure anélastique soumise à un chargement thermomécanique périodique, sans suivre l'histoire du chargement. Elle est fondée sur le Grand Incrément de Temps et la périodicité de l'état limite et la transformation de Fourier. (10.1016/S1631-0721(02)01516-4)
  DOI : 10.1016/S1631-0721(02)01516-4
• Mechanical model of the inspiratory pump
  
  • Basso Ricci Sergio
  • Cluzel Philippe
  • Constantinescu Andrei
  • Similowski Thomas
  Journal of Biomechanics, Elsevier, 2002, 35, pp.139-145. The inspiratory pump (inspiratory muscles and the rib cage) translates inspiratory commands in alveolar ventilation by applying expanding forces to the lungs. Its functioning is of paramount importance to the physiology of breathing and of many pathological situations. Major difficulties in studying its function in relationship with its structure arise from the extremely complex geometrical disposition of its active and passive elements. We herein describe a two-compartment model of the inspiratory pump, with model parameters identification derived from actual measurements obtained by magnetic resonance imaging in normal humans. The equations governing the model are presented. Numerical simulations validate the model by showing a behaviour similar to physiological observations. This opens the possibility of predicting the behaviour of the respiratory system during diseases involving changes in its mechanical or geometrical characteristics. (10.1016/S0021-9290(01)00164-6)
  DOI : 10.1016/S0021-9290(01)00164-6
• A “quasi-elastic” affine formulation for the homogenised behaviour of nonlinear viscoelastic polycrystals and composites
  
  • Brenner Renald
  • Masson Renaud
  • Castelnau Olivier
  • Zaoui André
  European Journal of Mechanics - A/Solids, Elsevier, 2002, 21 (6), pp.943-960. The derivation of the overall behaviour of nonlinear viscoelastic (or rate-dependent elastoplastic) heterogeneous materials requires a linearisation of the constitutive equations around uniform per phase stress (or strain) histories. The resulting Linear Comparison Material (LCM) has to be linear thermoviscoelastic to fully retain the viscoelastic nature of phase interactions. Instead of the exact treatment of this LCM (i.e., correspondence principle and inverse Laplace transforms) as proposed by the “classical” affine formulation, an approximate treatment is proposed here. First considering Maxwellian behaviour, comparisons for a single phase as well as for two-phase materials (with “parallel” and disordered morphologies) show that the “direct inversion method” of Laplace transforms, initially proposed by Schapery (1962), has to be adapted to fit correctly exact responses to creep loading while a more general method is proposed for other loading paths. When applied to nonlinear viscoelastic heterogeneous materials, this approximate inversion method gives rise to a new formulation which is consistent with the classical affine one for the steady-state regimes. In the transient regime, it leads to a significantly more efficient numerical resolution, the LCM associated to the step by step procedure being no more thermoviscoelastic but thermoelastic. Various comparisons for nonlinear viscoelastic polycrystals responses to creep as well as relaxation loadings show that this “quasi-elastic” formulation yields results very close to classical affine ones, even for high contrasts. (10.1016/S0997-7538(02)01247-0)
  DOI : 10.1016/S0997-7538(02)01247-0