CIFRE Prévision rupture ductile, instabilités et génération d'admissibles statiques de structures F/H

Dans le cadre de la certification des trains d'atterrissage, il est exigé par le règlement aéronautique de garantir, sous chargements ultimes, la tenue statique sans rupture de l'ensemble des pièces de structures de l'atterrisseur. La satisfaction de cette exigence est effectuée par analyse, confirmée par des essais technologiques incluant un essai structurel réussi à l'échelle du train d'atterrissage complet. Les modes de ruine potentiellement mis en jeu sous chargement statique monotone peuvent être divers, impliquant la rupture locale ou globale par plasticité jusqu'aux instabilités géométriques locales ou globales dans le domaine purement élastique ou élastoplastique. La nature variée et combinée de ces modes résulte du caractère multiaxial des efforts internes induits par les nombreux cas de chargement au sol variant très fortement en intensité et en direction, mais aussi de l'élancement géométrique des composants et du comportement élastoplastique inhérent aux différents matériaux constitutifs utilisés.
L'étude proposée ici a pour objectif de parfaire la compréhension des mécanismes de rupture pour des structures constituées d'un matériau homogène à très haute résistance lorsque soumises à des chargements combinés complexes. L'identification complète d'un critère de plasticité anisotrope avec une définition affinée du comportement post-striction devrait permettre, en conjonction avec l'utilisation des méthodes de détection locale et globale, d'effectuer des corrélations à rupture de modèles éléments finis, en termes de charge critique et de localisation, avec une base d'essais technologiques sur tubes sous chargement simple (flexion ou torsion) et combiné (flexion-torsion) et sur chapes chargées axialement et transversalement. Par la suite, l'applicabilité des critères de rupture ainsi identifiés ou la nécessité de définition de critères de ruine alternatifs, en particulier vis-à-vis de la compétition entre instabilités locales et globales, pourra être analysée dans le cas d'un matériau plus hétérogène en comparaison avec celui utilisé originellement. A noter que l'implémentation numérique dans un code industriel par éléments finis de type Abaqus pourra s'appuyer sur des travaux menés en parallèle dans le cadre d'un post-doc. Enfin, des études de sensibilité aux paramètres matériaux de la loi de comportement pourront être réalisées pour guider la génération d'admissibles statiques de structures le cadre statistique attendu comme imposé par le règlement aéronautique.

Les travaux de thèse auront pour mission:
• L'étude bibliographique des méthodes analytiques de génération d'admissibles statiques de structures actuellement utilisées et synthèse des critères et mécanismes de rupture à la base de ces admissibles. Le lien avec les méthodes de détection d'instabilités locales et globales dans des structures élastoplastiques en transformations finies est également attendu en synthèse.
• L'identification complète d'un critère de plasticité anisotrope de type Hill, pour un matériau homogène à très haute résistance, sur la base d'essais existants dans diverses directions matérielles en fonction des symétries du matériau, avec une définition affinée du comportement post-striction.
• L'application d'un critère de plasticité anisotrope identifié en conjonction avec les méthodes et critères de détection d'instabilités locales et globales dans le cadre de corrélation de modèles éléments finis avec des essais technologiques à rupture sur tubes sous chargement simple et combiné et sur chapes chargées axialement et transversalement. La corrélation s'effectuera systématiquement en termes de charge critique et de localisation et orientation de la rupture.
• La définition d'une méthodologie et de critères de rupture pour le matériau homogène à très haute résistance ainsi étudié. La génération d'abaques en flexion pure, torsion pure et flexion-torsion combinées pour des tubes et de chargement oblique pour des chapes

De formation Bac +5 à dominante mécanique avec une spécialisation sur les approches numériques. La bonne réalisation des objectifs de la thèse demandera un attrait fort pour la modélisation numérique du comportement et de l'endommagement des matériaux et le calcul de structures.