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v2.11.0 (5687)

Cours scientifiques - MS201 : Comportement non linéaire des matériaux

Domaine > Mécanique des fluides et énergétique, Science des matériaux, mécanique, génie mécanique, Mechanics.

Descriptif

Ce cours constitue une introduction aux modèles de comportement non linéaire en général et à la plasticité en particulier. Il s’agit de comprendre la nécessité pour l’ingénieur de disposer d’outils pour décrire le comportement non linéaire et les effets mécaniques qu’il engendre. Comprendre les non linéarités permet ainsi de concevoir des structures mécaniques en les limitant au maximum dans un régime de fonctionnement linéaire ou de rendre cette conception robuste et durable si on ne peut les éviter. Il s’agit ainsi d’introduire les protocoles expérimentaux nécessaires à la bonne compréhension des phénomènes non linéaires, de les analyser et de proposer les outils mathématiques adéquats pour représenter le comportement au travers d’un modèle. Ce dernier sera ensuite utilisé pour estimer l’évolution d’une structure soumise à différents chargements mécaniques et permettra de concevoir de manière fiable. Le cours s’attachera donc à explorer les origines physiques des comportements non linéaires, à présenter les modèles les plus simples pour les décrire et à estimer leur domaine de validité. La plasticité des métaux ainsi que la viscoplasticité et l'endommagement seront particulièrement étudiés.

Objectifs pédagogiques

 Il s'agit de mieux comprendre le comportement complexe de la plupart des matériaux et d'apprendre comment le représenter au travers d'un modèle, en respectant le mieux possible les mécanismes physiques en jeu. D'un point de vue pédagogique, il s'agit de maitriser une brique essentielle au mécanicien : comment choisir un matériau pour une structure et comment justifier ce choix par le calcul?

21 heures en présentiel (7 blocs ou créneaux)
réparties en:
  • Contrôle : 3
  • Petite classe : 12
  • Cours magistral : 6

effectifs minimal / maximal:

10/150

Diplôme(s) concerné(s)

Parcours de rattachement

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

• Cours de MS101 : Mécaniques des Milieux Continus
• Cours de MS102 : Elasticité Linaire

 

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 :

Partiel écrit comprenant des exercices très proche de ceux des TDs pour valider les acquis de base et ouvrir vers une compréhension fine. Sans document autre qu'une feuille recto-verso rédigé par l'étudiant.

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 : 2 ECTS
  • Scientifique acquis : 2

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

 1. Introduction aux modèles de comportement non linéaires : expérience de traction et modèles rhéologiques
Observations expérimentales, quelques bases de modélisation 
PC: Initiation à la rhéologie 

 

2. Origines physiques de la plasticité. Définition d'un seuil 1D et 3D
Rôle du cisaillement et premières bases de critère. Caractérisation expérimentale et observations, Tresca et von Mises. Bases de modélisation.
PC: Introduction aux critères en 1D. 

 

3. Plasticité tridimensionnelle: bases de modélisations
Caractérisation expérimentale et observations, choix de variables pertinentes. Principe de dissipativité maximale, loi de normalité.Importance de l'histoire du chargement, effet de chargements cycliques et quelques notions de thermodynamique

PC: Torsion élasto-plastique d’un cylindre plein

 

4. Plasticité tridimensionnelle: l'écrouissage

Introduction à la notion d'écrouissage. Exemple du modèle de Prager. Ecrouissages cinématiques et isotropes.
PC: Écoulement plastique et écrouissage isotrope

 

5. Viscosité et viscoplasticité : effets du temps et de la température

Description des effets de viscosité pour les polymères et les métaux.
PC: un peu de plasticité et beaucoup d'élasto-viscoplasticité

 

6. Ouverture vers d'autres types de comportement

Modélisation de l'endommagement.
PC: Endommagement du béton.

Contrôle des connaissances

Mots clés

Modèle de comportement, élasticité, plasticité, variables internes, écrouissage, viscoplasticité, endommagement

Méthodes pédagogiques

Observations expérimentales (films ou pendant le cours), quiz

Support pédagogique multimédia

Oui

Veuillez patienter