Elasto-visco-plastic buckling of thick shells

par Nicolas Jacquet

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Thomas Elguedj.

Soutenue le 19-01-2021

à Lyon , dans le cadre de Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne) , en partenariat avec Institut national des sciences appliquées de Lyon (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) , LaMCoS - Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures, UMR 5259 (Lyon, INSA) (laboratoire) , Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures [Villeurbanne] / LaMCoS (laboratoire) et de Mécanique Multiéchelle pour les solides MIMESIS (équipe de recherche) .

Le président du jury était Michel Coret.

Le jury était composé de Thomas Elguedj, Michel Coret, Sandrine Thuillier, Hamid Zahrouni, Stelios Kyriakides, Robin Bouclier.

Les rapporteurs étaient Sandrine Thuillier, Hamid Zahrouni.

  • Titre traduit

    Flambage de coques épaisses au comportement élasto-visco-plastique


  • Résumé

    Le sujet de thèse traite du flambage de structure épaisses dont le comportement est élasto-visco-plastique. Un modèle prédictif a été développé. Ce dernier a été confronté à des résultats expérimentaux. Deux campagnes d’essais ont été menées afin de générer un jeu de données expérimentales suffisant. Lors de ces campagnes, le flambage de deux structures a été évalué. L’une portait sur le flambage de plaques en compression, l’autre sur le flambage de demi-oeufs soumis à une pression externe. Les essais ont été instrumentés par des moyens optiques afin de mesure la déformation de certaines zones des éprouvettes. Ce type d’instrumentation a permis d’améliorer le poste traitement et la validation du modèle prédictif. Une bonne corrélation entre le modèle prédictif et les essais a été observée. Ce niveau de corrélation porte aussi bien sur les efforts et temps critiques de flambage que sur les modes de flambage observés. Le modèle développé permet alors de prédire le flambage de structures épaisses dont le comportement est élasto-visco-plastique. De plus il est appliqué à des chargements non proportionnels. Ce modèle donne de très bon résultats moyennant le respect de certaines hypothèses discutées dans le mémoire de thèse.


  • Résumé

    This thesis investigates the elasto-visco-plastic buckling of thick shell structures. Methods to estimate the buckling of thin elasto-visco-plastic shells are proposed in literature. Nevertheless, only few works present experimental results, and none treat experimental elasto-visco-plastic thick shell buckling. A modelling / experimental approach is followed to solve such problem. A buckling prediction model based on Bodner's approach is coupled to the corner theory to predict buckling of elasto-visco-plastic shells. This model should be applicable to predict the buckling of thick elasto-visco-plastic shells subjected to non-proportional loading. Bifurcation analysis were performed to estimate buckling critical stresses, strains and times, and buckling modes. The validity and the limitation of the buckling prediction method was discussed. Effect of geometrical and loading imperfections on buckling behaviour were also discussed. Two test campaigns were performed on two different thick shell geometries. The specimens were manufactured from an alloy with an elasto-visco-plastic behaviour at room temperature. The first buckling test campaign was performed on thick plates subjected to a uniaxial compressive loading and the second one on thick hemi-egg shells subjected to external pressure. 3D digital image correlation was used to measure displacement fields on specimen surfaces during buckling experiments. It is also used in order to extract and investigate the evolution of the buckling modes. The experiments were also modelled through finite element models. A good correlation between the buckling predictions and the experiments was observed. The good correlation was noticed on both critical values and buckling modes.


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Informations

  • Sous le titre : Elasto-visco-plastic buckling of thick shells
  • Détails : 1 vol. (248 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.243-247
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