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Animateur : Alain Daidié

Activités de l'axe


L’axe transverse Assemblage (ASM) est une activité en émergence qui répond à une forte demande industrielle et académique. L'objectif est d'optimiser en masse et en coût les assemblages (boulonnés, rivetés, collés…), en apportant des justificatifs de tenue dans l’environnement.

Compte tenu de la complexité de ces composants (peu d'essais, procédés d'installations complexes, multi-matériaux, perte de serrage, modèles fortement non-linéaires, contact, plasticité, endommagement), les concepteurs n'ont d'autre choix que d'employer des modèles de calcul empiriques simplifiés ou fortement contraints numériquement. Ces choix conduisent à introduire des facteurs de sécurité souvent importants pour éviter des problèmes qui peuvent apparaître tout au long de la vie des assemblages.


Création d’outils d’assistance de prédimensionnement
Des modèles analytiques/numériques simplifiés en statique et en fatigue de l’assemblage sont développés. Ces modèles prennent en compte le comportement non-linéaire relatif à la gestion du contact, du frottement, du type de sollicitation simple ou combinée et intégrant la gestion d’une pré-charge initiale. Ces modèles s'appuie sur des paramètres physiques de la liaison (les rigidités axiale et de flexion des pièces, les matériaux, un coefficient de frottement...). Pour se faire, la constitution d’une base d’essais de référence fortement instrumentés utilisant par exemple des techniques de corrélation d’images numériques est nécessaire. L'idée étant à terme de développer et implanter dans un code industriel un modèle de connecteur linéaire et non-linéaire à fort contenu physique pour les phases amont de la conception.

Le virtual testing appliqué aux assemblages
La définition et la mise en œuvre de la méthodologie « Virtual Testing » (expérimentation virtuelle), consiste à améliorer la prédictibilité de la simulation numérique du comportement des assemblages boulonnés. L'enjeu est d'être capable de simuler de manière fiable la vie du composant, de la mise en place (perçage, montage) jusqu'à la tenue sous charges ultimes. Il faut également être capable de représenter numériquement les conditions réelles de l'essai, selon les procédures de certification du produit. L'objectif est d'optimiser ensuite la conception d'un assemblage, tout en assurant sa robustesse face aux événements accidentels, mais également, de mieux comprendre les mécanismes initiateurs de la ruine des assemblages. Cette approche peut aussi améliorer les processus de maintenance et améliorer la sécurité.

Assemblages Multicouches Fonctionnalisées (AMF)
Chercher à maximiser les performances mécaniques structurales tout en réduisant la masse embarquée n’a de sens que si l’intégrité de la structure est garantie et économiquement viable. Les assemblages multicouches fonctionnalisés, obtenus par des procédés génériques tels que le collage structural ou la fabrication additive, offrent la possibilité de fabriquer des structures avec les matériaux aux bonnes caractéristiques mécaniques au bon endroit. Se posent alors les questions à la fois (i) de bureau d’étude sur les méthodologies de conception optimale et les principes de modélisations prédictives et (ii) de fabrication sur la qualité et le contrôle pour assurer l’objectif de tenue. Cette thématiques est alors abordée au travers d’une approche horizontale intégrée (bureau d’études, fabrication, opérations) qui couvre un grand nombre de paramètres, nécessitant un dialogue entre essais virtuels et essais réels, pour assurer la fiabilité finale de la pièce.
Enfin, cette thématique est abordée en collaboration avec l’axe transverse ADHERENCE du CIRIMAT.
Projet en cours traitant de cette thématique : S3PAC (FUI 21).


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