Comportement des Systèmes Mécaniques et Matériaux

La conception de système mécanique est basée généralement sur une démarche d’optimisation multicritère qui fait intervenir des propriétés très variées attachées, soit à l’ensemble du système mécanique, soit à ses composants.

Presentation

La conception de système mécanique est basée généralement sur une démarche d’optimisation multicritère qui fait intervenir des propriétés très variées attachées, soit à l’ensemble du système mécanique, soit à ses composants. Parmi les critères à aborder, on peut citer, en s’appuyant sur le cycle de vie, la faisabilité de la fabrication du système mécanique à un cout viable, son montage, sa durabilité dans les conditions de fonctionnement requises, et enfin sa recyclabilité. Traditionnellement le cycle de développement du produit est amorcé en phase de conception puis, de multiples allers-retours avec des phases de test ou des retours d’expérience permettent de converger vers un système donnant entière satisfaction. Les actions entreprise dans l’axe Comportement des Systèmes Mécaniques et Matériaux (CoS2M) ont pour objectif de participer à l’amélioration de cette démarche d’optimisation multicritère en visant tout particulièrement à rendre la plus prédictive possible la prise en compte des multiples critères indispensables à la viabilité du système mécanique. Les actions se déclinent suivant les 3 thèmes suivants :

Le comportement vibratoire (vibration audible ou non) du système lors du fonctionnement est un élément largement analysé en phase de conception et d’optimisation d’un système mécanique. Le thème VAST (Vibration Acoustique des Structures) développe des méthodologies destinées à fiabiliser les prédictions théoriques des vibration de mécanismes lors de la phase de fonctionnement. Les 2 aspects abordés dans le thème VAST sont : la prise en compte des causes de non linéarités de la réponse vibratoire des systèmes et matériaux. Les travaux concernent des causes de non linéarité dans les systèmes mécaniques tels que les jeux, les contacts, et l’utilisation de matériaux anélastique (viscoélastique par exemple) ou structurés (composites, poroélastiques...).
Un autre élément intervenant dans la boucle de dimensionnement est le(s) matériau(x) constituant chacune des pièces. Le thème TriboMat (Tribologie et Matériaux) de l’axe participe à l’amélioration de la compréhension du comportement des matériaux sous les sollicitations sévères induites par le fonctionnement. Ce thème regroupe des actions sur les matériaux métalliques mais également sur les matériaux composites. Les travaux concernent aussi bien les endommagements à cœur (plasticité, rupture, fatigue), que ceux en surface (usure, fatigue de contact). Les travaux vont couvrir la modélisation de ces endommagements, l’analyse des performances des matériaux, mais également la mise au point de nouveaux matériaux apportant une meilleure résistance à l’endommagement. L’originalité des actions menées sur le développement de ces nouveaux matériaux est de faire appel exclusivement à des techniques de valorisation de certains déchets industriels.
Le dernier point abordé concerne la prise en compte de contraintes d’ordre géométriques dans l’analyse du comportement du système. Que ce soit pour un composant isolé d’un système, ou pour un système complet, le thème Formes Mécaniques développe des travaux ayant comme spécificité de ne pas s’attacher aux formes théoriques idéales des pièces mais de prendre en compte les spécificités liées à la fabrication des pièces. Ainsi les méthodes d’optimisation conduites sur les composants intègrent la prise en compte de contraintes géométriques induites par un procédé de fabrication. Pour les travaux menés sur les systèmes mécaniques, l’originalité des travaux porte sur l’analyse de l’extension des conditions cinématiques d’existence de fonctionnement nominal lorsque l’on intègre la variabilité des dimensions de pièces induites par le tolérancement.

    

Systèmes Complexes Physiques et Numériques

L’axe Systèmes Complexes Physiques et Numériques (SCPN), regroupe 5 thèmes qui développent une approche système.