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1. Viun, Oleksii. Modélisation du comportement et de la rupture des matériaux actifs : Modeling of the behavior and rupture of the active materials.

Degree: Docteur es, Mécanique du Solide, 2015, Université Blaise-Pascale, Clermont-Ferrand II

Actuellement, les technologies sont de plus en plus performantes. Elles progressent de jour en jour et la miniaturisation des composants est de plus en plus présente. Dans ce contexte, les structures innovantes dites intelligentes sont de plus en plus utilisées et leurs dimensions diminuent très vite. Les matériaux piézo-électriques ou électro-magnéto-élastiques ont la capacité de changer de forme lorsqu'ils sont soumis à un champ électrique ou magnétique. Ces matériaux diélectriques peuvent servir comme corps actif dans les capteurs, les transducteurs, les oscillateurs ou encore d'autres éléments actifs. D'un côté, ces matériaux actifs de très petites tailles sont utilisés dans les petits appareils et d'un autre côté, ils utilisent une forte tension électrique afin de provoquer un déplacement maximal et/ou une force d'arrêt. Les structures actives intelligentes sont exposées à différents défauts, tels que le décollement ou le délaminage. Ces défauts peuvent apparaître lors de la fabrication du matériau ou lors de sa mise en service. Les risques de rupture sont alors accrus et la durée de vie utile de la structure est par conséquent fortement diminuée. La rupture par délaminage peut être de plusieurs types : l'apparition d'une fissure dans la couche adhésive ou dans la résine, une fissure provoquée par un décollement à l'interface entre la résine et le renfort. La défaillance qu'elle soit de nature électrique ou mécanique, provoquée par un claquage électrique ou une fissure qui se propage est un problème primordial qui a une influence importante sur la performance et la fiabilité de ces matériaux. Ce travail vise à développer un modèle de fissuration en considérant des conditions aux limites physiques et des chargements externes combinés, à la fois électriques et mécaniques. Si on se réfère au cours de mécanique de la rupture linéaire, la présence d'une fissure provoque des singularités en termes de contraintes en pointe de fissure. Egalement, il est connu que le champ électrique au niveau du front de la fissure est plus grand que sa valeur critique et ceci peut être une cause de rupture diélectrique pour les matériaux céramiques piézoélectriques. La première étape de ce travail concerne la modélisation des zones de pré-fracture dans un matériel piézoélectrique dans le but de formuler un modèle sans les singularités évoquées précédemment. Les zones de chargement mécanique limite et de saturation électrique ont été introduites en pointe de fissure et les conditions des perméabilités limitées ont été introduites à la surface de la fissure. Le modèle de fissuration présenté avec deux zones de pré-fracture permet d'éliminer toutes les singularités au voisinage de la fissure. Dans les zones de pré-fracture, une distribution non homogène des déplacements électriques saturés est considérée. Les résultats contiennent les solutions analytiques et numériques de ce problème. Dans la solution numérique, le code ABAQUS a été utilisé. Dans un deuxième temps, le problème d’une série périodique de fissures est considéré pour un… Advisors/Committee Members: Lapusta, Yuri (thesis director).

Subjects/Keywords: Matériaux piézoélectriques; Magnéto-électro-élastique; Fissure; Perméabilité limitée; Zone de chargement mécanique limite; Zone de saturation électrique; Zone de saturation magnétique; Série périodique de fissures; MEF solution; Piezoelectric; Magneto-electro-elastic; Limited-permeable crack; Mechanical yielding zone; Electric saturation zone; Magnetic saturation zone; Crack periodic set; FEM solution

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APA (6th Edition):

Viun, O. (2015). Modélisation du comportement et de la rupture des matériaux actifs : Modeling of the behavior and rupture of the active materials. (Doctoral Dissertation). Université Blaise-Pascale, Clermont-Ferrand II. Retrieved from http://www.theses.fr/2015CLF22595

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Viun, Oleksii. “Modélisation du comportement et de la rupture des matériaux actifs : Modeling of the behavior and rupture of the active materials.” 2015. Doctoral Dissertation, Université Blaise-Pascale, Clermont-Ferrand II. Accessed October 20, 2019. http://www.theses.fr/2015CLF22595.

MLA Handbook (7th Edition):

Viun, Oleksii. “Modélisation du comportement et de la rupture des matériaux actifs : Modeling of the behavior and rupture of the active materials.” 2015. Web. 20 Oct 2019.

Vancouver:

Viun O. Modélisation du comportement et de la rupture des matériaux actifs : Modeling of the behavior and rupture of the active materials. [Internet] [Doctoral dissertation]. Université Blaise-Pascale, Clermont-Ferrand II; 2015. [cited 2019 Oct 20]. Available from: http://www.theses.fr/2015CLF22595.

Council of Science Editors:

Viun O. Modélisation du comportement et de la rupture des matériaux actifs : Modeling of the behavior and rupture of the active materials. [Doctoral Dissertation]. Université Blaise-Pascale, Clermont-Ferrand II; 2015. Available from: http://www.theses.fr/2015CLF22595

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