Contribution à l'étude du comportement en grandes déformations des mousses : Modèle de simulation numérique de chargement d'un siège par un mannequin

par Aghdhefna Ould Eyih

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Louis Jézéquel.

Soutenue en 1993

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    L'étude du confort d'un passager nécessite la modélisation du siège. Sa structure est très complexe et se compose de divers élements et différents matériaux: ressorts, câbles, poutres, mousse polyuréthanne, toiles,. . . La modélisation du comportement des mousses est nécessaire pour la construction du modèle global du siège: ce problème est ramené à l'identification d'une fonction densité d'énergie de de formation, W. Trois approches sont examinées pour donner une expression analytique de la fonction W: Approche micromécanique : à partir d'hypothèses sur la microstructure du materiau, sur l'élasticité de ses constituants et sur une loi statistique de répartition des molécules, on cherche une explication physique des phénomènes observés ; approche minimécanique : basée sur la notion de volume représentatif, permet d'exprimer les paramètres de la fonction W à partir des caractéristiques de l'élement de base : type de cellule, morphologie, densité, propriétés mécaniques du matériau ; approche macromécanique: on cherche à identifier une forme donnée - a priori- de la fonction W à partir des réponses du matériau à un certain nombre de sollicitations homogènes sans se préoccuper d'une quelconque explication physique des paramètres. Une étude complète sur les matériaux hyperélastiques nous a permis d'identifier la mousse polyuréthanne comme un matériau purement compressible de HILL. La comparaison des résultats numériques du modèle global et des essais expérimentaux pour le point H avec un mannequin 95% est très satisfaisante. La contribution de l'air dans la rigidité dynamique de la mousse a été analysée. Un modèle rhéologique a 1 d. D. L. Est identifié pour le comportement dynamique, autour d'une position d'équilibre statique, d'un échantillon de la mousse.


  • Résumé

    The study of the passenger's comfort requires the modelisation of the seat. It's structure is very complex and is made of different materials and elements: springs, cables, beams, polyurethane foam,. . . The foam behaviour modelisation is required to build a global model of the seat: this problem comes down to identify a deformation energy density function, W. Three approaches are examined to give an analytical expression of the W function: Micromecanic: from microstrucrual hypothesis of material, on the elasticity of its constituents and from a statistical law governing the repartition of the molecules, we search a physical explanation of the observed phenomenon. /Minimecanic: the starting point is the notion of representative volume. It allows us to express the parameters of the W function from the basic element characteristics: cell, morphology, density and mechanical properties of the material. /Macromecanic: we try to identify a given form - a priori - of the function, from a certain number of homogeneous deformations without taking into account a physical explanation of the parameters. A complete study of the hyperelastic materials allowed us to identify the polyurethane foam as a purely compressible HILL material. We find good agreement between the numerical results of the global and the experimental tests of the H point made with 95% mannequin. The contribution of the gas in the dynamical stiffness of the foam was analysed. A linear model with 1 d. O. F. Is built to study the dynamical behaviour, around an equilibrium position, of a foam sample.

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  • Détails : 1 vol. (218 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 53 réferences

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  • Cote : C8 55538
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