L'unité d'enseignement est en option 
Les cours sont dispensés en anglais.

Equipe pédagogique

Coord. Bastien Durand (bastien.durand@ens-paris-saclay.fr, ENS Paris-Saclay)

Equipe pédagogique :

DURAND, Bastien, Maître de Conférences, CNU 60, ENS Paris-Saclay
bastien.durand@ens-paris-saclay.fr

 

Objectifs pédagogiques :

Le cours traite du comportement mécanique des matériaux utilisés en ingénierie (métaux et mousses) sous chargements dynamiques. L’étude de la propagation des ondes mécaniques est au cœur de ce domaine.

 

Contenu :

Le cours donne d’abord le bagage théorique nécessaire pour comprendre la propagation des ondes (méthodes des caractéristiques dans le diagramme de Lagrange, relations de Rankine & Hugoniot). Ces connaissances seront utiles aux futurs ingénieurs et chercheurs qui travailleront sur des problèmes impliquant des chargements dynamiques sur des structures ou sur des matériaux.

Le cours donne également des compétences expérimentales (barres d’Hopkinson) et numériques (ABAQUS).

Domaines concernés : absorption d’énergie dans les véhicules, applications militaires, usinage à grande vitesse…

 

Prérequis :

Enseignements de base de MAGIS

Bibliographie :

Kolsky, H., 1963, Stress Waves in Solids, Clarendon Press, Oxford.

Meyers, M.A., 1994, Dynamic behavior of materials, John Wiley & Son Inc.

Zhao, H., 2004, Cellular materials under impact loading, Amas-edition, Warsaw.

 

Déroulement et organisation pratique :

ONDES ELASTIQUES :

• Ondes de traction/compression simple ;
• Ondes hydrostatiques et de cisaillement en milieux 3D ;
• Ondes de traction/compression confinée ;
• Ondes de torsion ;
• Ondes de flexion ;
• Ondes de traction/compression dans les plaques ;
• Etude théorique de la technique des barres d’Hopkinson en compression ;
• Dispersion des ondes dans une barre par l’inertie latérale.

ONDES ELASTO-PLASTIQUES :

• Linéarité par parties ;
• Diagrammes de Lagrange.

EQUATIONS DE RANKINE & HUGONIOT ET EQUATIONS D’ETAT HABITUELLES :

• Equations de conservation ;
• Application à l’élasticité ;
• Ondes dans des gaz polytropiques et dans des matériaux solides fortement compressés (théorie des fronts d’onde, droite de Rayleigh) ;
• Application à la mécanique des fluides incompressibles (relation de Bernoulli) ;
• Comportement dynamique des mousses.

ONDES VISCO-ELASTIQUES

TRAVAUX EXPERIMENTAUX :

• Essai de cisaillement dynamique sur un joint de colle à l’aide de barres d’Hopkinson de traction ;
• Exploitation des mesures de jauges de déformation pour déterminer forces et vitesses ;
• Corrélation d’Images Numérique pour déterminer les déplacements locaux.

TRAVAUX NUMERIQUES :

• Utilisation d’un logiciel de modélisation par éléments finis (ABAQUS-CAE) ;
• Etude numérique des ondes élasto-plastiques dans les matériaux solides et dans les mousses ;
• Etude numérique de la dispersion des ondes.