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Cours scientifiques - MS206 : Thermomécanique et autres couplages dans l'analyse numérique des structures

Domaine > Science des matériaux, mécanique, génie mécanique.

Descriptif

L'objet de ce cours est de présenter les couplages entre la mécanique des milieux continus et les autres branches de la physique. La démarche consiste à identifier les phénomènes physiques gouvernants le comportement mécanique d'une structure, à construire un modèle multi-physique, à simuler la réponse de la structure (modélisation numérique sous Abaqus) et à interpréter les résultats de simulation.

Les couplages multi-physiques peuvent en effet modifier les modèles de comportement mécanique du matériau et/ou introduire des conditions aux limites supplémentaires au problème mécanique. Ils interviennent dans de nombreux problèmes industriels et notamment dans des systèmes mécaniques complexes : moteur thermique et turbine (thermique, mécanique, fluides) moteur électrique (couplage électromagnétique-mécanique), fonctionnement d'une tuyère en vol (thermique, mécanique, dynamique des fluides), soudage ou production de pièces par fabrication additive (thermique, mécanique des solides et des fluides, changement de phase), production d'énergie solaire ou marine (mécanique des fluides et des solides, thermique)

Les différents points abordés durant ce cours seront :

·       Présentation des stratégies numériques pour concevoir au mieux des structures soumises à la fois à des chargements mécaniques et thermiques voire autres.

·       Introduction d’autres types de couplage : vieillissement des matériaux, oxydation/corrosion, changement de phases, fluides/structure, etc.

·       Études de cas industriels : choix des modélisations et justifications, méthodes de calculs, analyse critique des résultats et voie d’améliorations.

Il s’agira également d’une large initiation à l’utilisation d’un code de calcul numérique (Abaqus) pour la conception de systèmes mécaniques complexes.

Objectifs pédagogiques

Etre capable de détecter un couplage lors de l’analyse du fonctionnement mécanique d’une structure

Etre capable de choisir la modélisation numérique la plus efficace pour représenter de manière la plus efficace un couplage

Etre capable d’utiliser un solveur éléments finis pour proposer une conception optimisée d’une structure soumise à des couplages multi-physiques

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Ces cours sont le prolongement logique de MS201, MS203 et du cours ANN201

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Vos modalités d'acquisition :

Projet Abaqus

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
  • Scientifique acquis : 1.25

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

Cours n°1 : Introduction aux couplages multi-physiques en mécanique et aux méthodes numériques associés

TD n°1 : Introduction à Abaqus

Cours n°2 : Couplages thermomécaniques

TD n°2 : Thermomécanique et Abaqus

Cours n°3 : Cas d'études de couplages thermomécaniques

TD n°3 : Projet Abaqus

Cours n°4 : Influence de l'environnement et des matériaux : principe et cas d'études

TD n°4 : Projet Abaqus

Cours n°5 : Influence des procédés de fabrication : principe et cas d'études

TD n°5 : Projet Abaqus

Cours et TD n°6 : Projet Abaqus

Cours et TD n°7 : Projet Abaqus

Mots clés

Thermomécanique, vieillissement des matériaux, oxydation, couplages numériques, cas d'études industriels, Abaqus, éléments finis

Méthodes pédagogiques

Cas d'études industriels, Modélisation numérique
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