Modélisation de l'élasticité et du fluage des empilements gravitaires de sphères creuses métalliques brasées

Modeling of elasticity and creep of brazed metallic hollow spheres gravity-driven packing

• Auteur / Autrice : Fady Mamoud
• Direction : Yves Bréchet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Éléments finis, Méthode des

Fluage

Élasticité

Modèles mathématiques

Propriétés mécaniques

Isolants acoustiques

Mousses métalliques

Mots clés libres

Empilements gravitaires

Résumé

Cette thèse a porté sur l'étude d'un matériau cellulaire destiné à combiner des propriétés mécaniques et acoustiques afin d'être employé pour réduire le bruit engendré par les tuyères de turbomachines. L'étude s'est focalisée sur l'élasticité et le fluage des matériaux cellulaires à base d'empilements gravitaires de sphères creuses métalliques brasées. La démarche a été de générer et de caractériser numériquement des empilements gravitaires. Ensuite, afin de permettre la simulation du comportement mécanique de ces matériaux, un modèle de calcul simplifié a été mis au point. Ce modèle a permis de caractériser numériquement les propriétés élastiques de ce type de matériaux mais n'a pas pu être utilisé pour simuler le fluage. Nous avons donc étudié le fluage de structures modèles, par des calculs en éléments finis volumiques. Cette étude a montré que, contrairement aux mousses, les matériaux à base de sphères creuses ne présentaient quasiment jamais de régime stationnaire en fluage

This thesis was about studying a cellular material intended to combine mechanical and acoustical properties in order to be used to reduce aircraft engines noise. The study focused on elasticity and creep of cellular materials based on gravity-driven packings of brazed metallic hollow spheres. The approach was, at first, to numerically generate and characterize experimental-like gravity-driven packings. Then, in order to enable us to simulate the mechanical behaviour of these materials, a simplified calculation model based on shell finite elements has been set-up. This model allowed us to numerically characterize the elastic properties of this kind of but could not be used to simulate the creep behaviour of the packings. We thus studied the creep behaviour of some model structures to assess the difference between these materials and metal foams behaviour. This study has shown that, unlike foams, hollow spheres based materials almost never display a steady creep state