Identification experimentale et modelisation du comportement elastoviscoplastique du joint de culasse : des essais mecaniques au calcul de composant

par MARIE-DOMINIQUE DUPUITS

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de MICHEL BOUSSUGE.

Soutenue en 1998

à l'EMP .

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  • Résumé

    Comprime entre la culasse et le bloc moteur, le joint de culasse (j. D. C. ) a pour fonction d'assurer l'etancheite aux differents fluides circulant dans le moteur : gaz de combustion, huile et liquide de refroidissement. Les sollicitations correspondantes etant tres diverses (pression, temperature, nature du fluide), la solution retenue a ce jour est un multimateriau sandwich metal-polymere, localement ouvrage autour des alesages. En vue de representer les sollicitations reelles que le j. D. C. Rencontre dans le moteur, nous avons developpe et effectue des essais de compression a plusieurs temperatures, de compression-cisaillement et, enfin, de compression non-uniforme. Les reponses en contrainte-deformation presentent une non-linearite et une hysterese independantes de la vitesse de sollicitation. Au fur et a mesure que l'on cycle entre deux niveaux de charge, la deformation cumulee progresse et le comportement tend a se stabiliser. Par ailleurs, un effet du temps a ete mis en evidence grace a des essais de fluage-recouvrance. Dans une approche phenomenologique, un modele uniaxial multi-mecanismes a ete developpe, avec un composante plastique pour traduire l'ouverture des boucles independante du temps et une composante viscoplastique pour simuler le fluage. Enfin, la non-linearite en contrainte-deformation, a ete traduite grace a une formulation hypoelastique de la deformation reversible et une plasticite sans seuil avec une contrainte interne fonction de la deformation inelastique. La formation 3d du modele a ensuite ete construite et implementee dans un code de calcul par elements finis pour realiser des calculs de structure. La loi de comportement a ete validee grace a la confrontation avec les resultats experimentaux d'un essai de compression non-uniforme. Enfin, un calcul realise sur un maillage de j. D. C. Avec des conditions de chargement representant les tensions des goujons lors du serrage a prouve l'applicabilite du modele a un cas industriel reel.


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  • Détails : 206 P.
  • Annexes : 72 REF.

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