Caractérisation mécanique dynamique de matériaux poro-visco-élastiques

par Amélie Renault

Thèse de doctorat en Acoustique

Sous la direction de Franck Sgard et de Noureddine Atalla.

Soutenue en 2008

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Les matériaux poreux visco-élastiques peuvent être modélisés par le biais du modèle de Biot-Allard. Ce modèle requiert la connaissance d'une série de paramètres macroscopiques décrivant la géométrie des pores du matériau d'une part et les propriétés élastiques du squelette du matériau d'autre part. Différentes méthodes de caractérisation des paramètres visco-élastiques de ces matériaux poreux sont étudiées dans cette thèse. Dans un premier temps, les méthodes quasistatique et résonante existantes sont décrites et analysées. Dans un second temps, une nouvelle méthode dynamique de caractérisation par inversion est développée. Cette dernière met en jeu une poutre bicouche, de type métal-poreux, qui est excitée en son centre et dont la réponse fréquentielle est mesurée. Le principe de mesure est simplifié par rapport aux méthodes existantes. L'obtention des paramètres se fait par un processus d'inversion, qui est la minimisation d'une fonction coût calculée à partir de la différence des fonctions de réponses en fréquences (FRF) mesurée et prédite, grâce à un modèle de stratifié. Une étude paramétrique donne les dimensions de poutre permettant de se placer dans le cas où le modèle est le plus sensible. L'avantage de l'utilisation d'un code ne prenant pas en compte les phénomènes d'interaction fluide-structure est la rapidité de l'inversion. Pour la plupart des matériaux cette interaction est négligeable en ce qui concerne les propriétés élastiques. Les méthodes sont appliquées sur plusieurs matériaux et les résultats sont comparés. Les limitations des méthodes sont ainsi fixées et des conclu sions, quant à leur utilisation, sont tirées.

  • Titre traduit

    = Dynamic inverse characterisation of visco-porous materials elastic parameters


  • Résumé

    Poro-viscoelastic materials are well modeled with Biot-Allard equations. This model needs some geometrical parameters in order to describe the macroscopic geometry of the material and some elastic parameters in order to describe the elastic properties of the material skeleton. This work presents a detailed study of quasistatic and resonant characterization methods for complex elastic moduli of poro-viscoelastic materials. An inverse dynamic characterization of the same moduli is developed. The method developed in this thesis work involve a two layers metalporous beam, which is excited at the center. The input mobility is measured. The parameters are obtained via the inversion procedure : the measured frequency response function (FRF) is compared to the calculated one until the chosen cost function becomes minimal. The method is applied to several materials and the results are compared. It is then possible to set the methods limitations. Finally, conclusion about their utilisation are given.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (153 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 139-140

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(3397)
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