Comportement statique et dynamique de structures fusibles susceptibles d'absorber les énergies d'impact en cas de crash

par Dhafar Al Galib

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Ali Limam.

Soutenue en 2003

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    L'objectif de cette étude est de contribuer à l'amélioration du comportement à l'écrasement des extrusions tubulaires, ce qui devrait permettre de trouver une structure optimisant l'absorption de l'énergie de choc. Par une démarche expérimentale, analytique et numérique nous tentons d'identifier les comportements caractéristiques des structures étudiées. Trois objectifs principaux constituent la trame de notre étude : * comment pourrons-nous abaisser, lors d'un crash, les efforts du 1er pic qui traduisent les décélérations auxquelles sont sujets les occupants du véhicule ? * comment dissiper d'une manière contrôlée l'énergie cinétique lors d'un crash ? Le procédé proposé pour diminuer la charge du 1er pic peut-il être utilisé pour d'autres géométries et d'autres matériaux ? * comment peut-on évaluer l'influence de la rupture de l'alliage d'aluminium sur le comportement global des tubes, et quel critère peut-on proposer pour détecter la rupture ? Nous avons étudié, tant sur le plan expérimental que sur le plan numérique, le comportement d'écrasement statique et dynamique des tubes en aluminium à section circulaire et carrée. Nous avons mis en évidence un procédé qui permet de diminuer la décélération transmise aux passagers lors du choc ou collision frontale. Nous avons pu aussi évaluer le comportement de ces tubes en variant la masse et la vitesse d'impacteur et finalement étudier les effets des imperfections géométriques, des conditions limites et chargement sur le comportement statique et dynamique. Des propositions sont faites quant aux choix des paramètres géométriques à utiliser pour faciliter les similitudes (matériau, géométrie). Dans la dernière partie, nous nous attardons plus particulièrement sur l'influence de la rupture, qu'il est nécessaire de considérer dans un objectif de dimensionnement et de quantification de l'énergie absorbée.

  • Titre traduit

    Static and Dynamic Behavior of Fusible Structures Susceptible to Absorb the Impact Energy in Case of Crash


  • Résumé

    The objective of this study is to contribute to the improvement of the behavior to the crushing tubular extrusion, which should permit to find a structure optimizing the absorption of impact energy. An attempt to identify the characteristic behaviors of the studied structures was made by an experimental, analytical and numerical approach, Three main objectives constitute the frame of our study: * How will be able to reduce, during the crash, the first peak load, which reflect the decelerations transmitted to the occupants of the vehicle? * How will be able to dissipate by a controlled manner the kinetic energy during crash event? The proposed process, which reduced the first load peak, can be used for other geometries and other materials? * How can one evaluate the influence of the rupture of aluminum alloy on the global behavior of tubes, and what criteria can one propose to detect the rupture? On the experimental and numerical plan, the behaviors of static and dynamic crushing of circular and square aluminum tubes have been studied. A process that permits to decrease the deceleration transmitted to the passengers during impact or frontal collision has been proposed and validate. We could also have evaluated the behavior of these tubes while varying the mass and the speed of impactor and finally to study geometric imperfection, boundary conditions and loading affects on the static and dynamic behavior. Propositions are made for the choice of the geometric parameter used in order to facilitate the similarity (material, geometry). Finally, we linger especially on the influence of the rupture, that it is necessary to consider in an objective of design and quantification of the energy absorbed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (255 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 244-255

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2913)
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