Thermo-mécanique de Cosserat sous déformations finies : théorie et mise en œuvre par éléments finis

Cosserat thermo-mechanics under finite deformations : theory and finite element implementation

• Auteur / Autrice : Raffaele Russo
• Direction : Samuel Forest, Franck Girot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 23/05/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres en cotutelle avec Universidad del País Vasco
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)
• Jury : Président / Présidente : Jose Antonio Sanchez Galindez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Samuel Forest, Franck Girot, Edurne Iriondo Plaza, Anna Ask, Matthieu Mazière, Ioannis Stefanou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Éléments finis, Méthode des

Mots clés libres

Cosserat

Micromorphic

FEM

Résumé

La prévision des performances d'une pièce fabriquée est extrêmement importante, notamment pour les industries dans lesquelles il n'y a pratiquement pas de place pour les incertitudes, comme l'aéronautique ou l'automobile. Les simulations numériques sont généralement réalisées à l'aide de la méthode des éléments finis. La combinaison de matériaux aux propriétés thermiques médiocres et de conditions de fabrication spécifiques conduit à des conditions dans lesquelles la méthode des éléments finis présente une dépendance parasite du maillage. Une théorie de Cosserat thermodynamiquement cohérente sous déformation finie a été utilisée pour rétablir l'indépendance du maillage. En outre, le modèle a été utilisé pour étudier les aspects intéressants d'un cas simplifié de localisation pour lequel une solution analytique a été dérivée.

Predicting the performances of manufactured parts is extremely important, especially for industries in which there is almost no room for uncertainties, such as aeronautical or automotive. The numerical simulations are usually done by mean of the finite element method. The combination between materials with poor thermal properties and specific manufacturing conditions lead to conditions in which the finite element method shows spurious mesh dependency. A thermodynamically-consistent Cosserat theory under finite deformation has been used to restore mesh independence. Furthermore, the model has been used to investigate interesting aspects of a simplified case of localization for which an analytical solution has been derived.