Comportement des matériaux lattices sous sollicitations dynamiques
Institution:
Paris 6Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis is devoted to investigating the tetrahedral lattice truss core structure under impact. The experimental techniques, the large diameter polymer Hopkinson pressure bars and the high-speed photography, have been presented at first. These techniques have been used to measure the lattice truss core structure. The dynamic enhancement is found to be about 23. 0% and 36. 8% respectively under pure compressive loading and multiaxial combined shear compressive loading. Digital image analysis based on the edge detection algorithm is developed and applied to trace the deforming process of the beam. Especially, in the case of pure compressive loading, the axial strain extracted from the length evolution of beam shows that the beam has been more compressed under dynamic loading. This agrees well with the lateral inertia effect. Further FE virtual experiments have been performed for both compressive loading and combined shear-compressive loading. The results confirm that the lateral inertia effect is the cause of dynamic enhancement. At last, virtual extensions of combined shear-compression experiments in various loading angles in the symmetrical plane have been carried out as well. A preliminary study of shock wave mitigation of the graded density multilayered lattice truss core structure, i. E. , shock front propagation in a cellular rod with density gradient, has been performed. Results reveal a possibility to reduce the maximum impact stress for the impacted structures (same impacting mass, same energy absorption) by using density gradient design.
Abstract FR:
Ce travail est consacré à l'étude du matériau réseau des poutres sous sollicitations dynamiques. Les techniques expérimentales, le gros diamètre polymères pression barres d’Hopkinson et la photographie rapide, ont été présentées d’abord. Ces techniques ont été utilisées pour mesurer le matériau réseau des poutres. Les mises en valeurs dynamiques se trouvent à environ 23,0% et 36,8% respectivement sous le chargement en compression pure et sous le chargement en cisaillement-compression combinés. L'analyse d'images numériques à partir de l'algorithme de détection de contours est conçu et appliqué pour suivre le mouvement de la poutre. Particulièrement, dans le cas de chargements en compression, la déformation axiale déduite de l'évolution de la longueur de la poutre montre que celle-ci a été comprimée davantage sous chargement dynamique. Cela concorde bien avec l'effet d'inertie latérale. D'autres expériences virtuelles ont été réalisées par la méthode des éléments finis pour les chargements en compression et en cisaillement-compression combinés. Les résultats confirment que l'effet d'inertie latérale est la cause de la mise en valeur dynamique. Enfin, les extensions virtuelles des expériences cisaillement-compression combinés sous différents angles de chargement dans le plan de symétrie ont également été menées. Une étude préliminaire a été effectuée sur l'atténuation de l’onde de choc de la structure multicouche de densité progressive, c'est à dire, la propagation du front de choc dans la tige cellulaire en général avec le gradient de densité. Les résultats révèlent une possibilité de réduire la contrainte maximale d'impact pour les structures (masse d’impact et absorption d'énergie identiques) en utilisant la conception de gradient de densité.