Étude de la résistance à l'indentation de renforts métalliques

Resistance of metallic reinforcements to indentation

• Auteur / Autrice : Valentin Poussard
• Direction : Damien Durville, Camille Gandiolle
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LMPS - Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay
• Partenaire(s) de recherche : Référent : CentraleSupélec

Mots clés

Mots clés libres

Simulation numérique

Câbles

Agression transverse

Pneumatiques

Numerical simulation

Cables

Transverse aggression

Tyres

Résumé

Les agressions par des objets tranchants tels que des pierres aux arêtes vives sont une des causes importantes de ruine des pneumatiques utilisés pour les engins de génie civil, et en particulier pour les véhicules de transport dans les mines. La thèse vise à comprendre les mécanismes de rupture des câbles métalliques utilisés comme renforts dans les pneumatiques sous ce type de sollicitation, afin d'optimiser leurs performances. Le comportement du câble métallique sous ce type d'agression transverse implique fortement ses interactions avec la matrice de gomme environnante. L'objectif de la thèse est de mener conjointement des travaux de simulation et de caractérisation expérimentale afin de construire un critère de rupture des ces renforts câblés sous agression transverse. Au niveau simulation l'effort portera au début sur une représentation fidèles des interactions renfort / gomme s'appuyant sur l'utilisation de maillages non conformes pour la matrice et le câble et le recours à des éléments structuraux pour assurer les couplages entre ces éléments. Des expérimentations seront conduites en parallèle sur des éprouvettes de câble gommées visant à reproduire le chargement d'un câble au sein d'un pneumatique roulant sur une arête vive. À travers les comparaisons entre résultats de simulation et expérimentaux, on cherchera à définir des préconisations relatives aux paramètres d'architecture de ces câbles.

Damage by sharp objects such as sharp-edged stones is one of the major causes of tire failure in civil engineering vehicles, and in particular in surface mining vehicles. The work aims at better understanding failure mechanisms within wire rope reinforcements for tires under such a transverse loading, in order to optimize their performance. The behavior of the metallic reinforcement under this kind of loading is highly dependent on its interaction with the surrounding rubber matrix. The objective of the thesis is to carry out simultaneously simulation and experimental characterization works in order to define a failure criterion for these metallic reinforcements under transverse aggression. At the simulation level, the effort will initially focus on an accurate representation of the reinforcement / rubber interactions by using non-conforming meshes for the matrix and for the cable, and by implementing structural elements to ensure the couplings between wires and matrix. Experiments will be carried out on rubberized cord specimens to reproduce the loading of a cord within a tire rolling on a sharp edge. Through comparisons between simulation and experimental results, we will seek to define recommendations for the architecture parameters of these cables.