Etude du comportement au crash de structures extrudées comprenant des ouvertures et soumises à un chargement axial

= Study the crash behavior of extruded structures including openings and subjected to axial loading

• Auteur / Autrice : Lucien Abah
• Direction : Ali Limam
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC - Unité de Recherche en Génie Civil (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Statique

Flambage (mécanique)

Sécurité routière

Résumé

Pour augmenter les chances de survie des passagers d'un véhicule en cas de crash, les constructeurs automobiles doivent dans le cadre de la sécurité passive rendre de plus en plus performants les systèmes de sécurité de ces véhicules. Les contraintes environnementales en matière de pollution, poussent à la fabrication de structures légères afin de diminuer la consommation de carburant. L'utilisation de matériaux légers est inévitable, et il est nécessaire de connaître leurs caractéristiques mécaniques ainsi que leur mode de déformation privilégié dans le cas des structures tubulaires. Cette étape est nécessaire afin de proposer des solutions visant à préserver les occupants d'un véhicule des décélérations subies lors d'un choc et à maintenir l’intégrité de l'habitacle. Le matériau utilisé ici est un alliage d'aluminium AA6060 T5. Les structures testées sont des extrusions de sections carrées et circulaires. La caractérisation mécanique du matériau ainsi que la campagne d'essais quasi statiques sur des tubes ne comportant pas d'imperfections géométriques majeures ont permis de déterminer les modes de déformations de ces extrusions. La détermination des caractéristiques de déformation a permis de mettre au point une méthode d'optimisation. L'adjonction d'ouvertures convenablement positionnées permet d’abaisser le le' pic d'effort en maintenant la capacité d'absorption d'énergie. La campagne d'essais dynamiques a permis de corroborer cette méthode d'optimisation et de déceler les imperfections de mesures se produisant pendant les essais dynamiques. La modélisation numérique a été employée afin de valider les résultats obtenus et la méthode d'optimisation mise au point pendant les campagnes d'essais statiques et dynamiques. Elle a aussi permis de démontrer l'origine de la différence des états entre les essais statiques et dynamiques. La méthodologie employée a permis, à l'aide des campagnes d'essais statiques, dynamiques et par lu modélisation numérique, d’optimiser la taille des ouvertures, leur position qui permet d'abaisser le 1er pic d'effort et de maintenir la capacité d'absorption d'énergie des tubes considérés.

To save lives of passengers of a car during a crash, cars' constructors have to improve the safety systems of those cars. Environment considerations need to build light structures for the decrease the fuel consumption thus the use of light materials cannot be avoided. It's necessary to determine the mechanical characteristics and the deformation modes of the structures participating to a crash in other to decrease the decelerations transmitted to the passengers and to maintain the integrity of the car compartment. The material used for our experimentations is the aluminum alloy AA6060 T5 Square section extrusions and circular on it are tested. The mechanical characterization of the material and quasi static tests on tubes without geometrical imperfections permitted to determine the crushing modes of those1 extrusions. The determination of the deformation modes led to an optimization method. By adding openings well located yielded the drop the 1st peak load while the capacity of absorption of energy was maintained. Dynamic tests enabled to corroborate this method and to exp lain the origins of imperfections of measurements during a dynamic test. Numerical simulation was employed to validate the results of quasi static and dynamic tests; it has confirmed the origin of the difference between quasi static and dynamic tests. The methodology used has permitted, with quasi static tests, dynamic tests and numerical simulation, to validate, with square section extrusions, the optimization method of the size of the openings, their location and the drop of the 1st peak height while the capacity of absorption of energy was kept.