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THESE CIFRE Détermination du champ des contraintes mécaniques dans les structures fissurées F/H

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Mechanics Villaroche , Ile de France , France CIFRE Full-time Master Degree First experience English Fluent
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Job Description

Afin de pouvoir dimensionner les pièces critiques et non-critiques des moteurs d'avion, il est nécessaire de justifier de la bonne tenue en durée de vie en propagation de fissure de ces dernières.

Des approches simplifiées 2D permettent d'y arriver sur la base d'hypothèses de modélisation potentiellement sévères. Cependant, du fait de cette sévérité pouvant être importante, les prédictions peuvent montrer un non-respect de la tenue en durée de vie en propagation de fissure, alors qu'en réalité les objectifs de tenue en durée de vie sont atteints.

Pour lever certains des conservatismes de la méthode , la fissuration numérique 3D est l'un des outils les plus adaptés. Elle présente l'avantage d'une grande précision sur le calcul de l'intensité des champs mécaniques en pointe de fissure (facteur d'intensité des contraintes) et donc d'une amélioration de la précision sur le calcul de la durée de vie par rapport aux approches issues de la fissuration 2D. La plupart du temps la méthode de résolution numérique associée à la fissuration 3D est soit la méthode des éléments finis (FEM) associée à un maillage conforme en pointe de fissure, soit la méthode des éléments finis étendus (XFEM). Ces deux méthodes présentent deux inconvénients principaux :
- Des temps de calculs élevés du fait du coût unitaire d'un calcul par pas de propagation et du nombre de pas de propagation de la fissure à simuler potentiellement élevé.
- De l'espace mémoire nécessaire pour stocker les résultats des calculs étant donné que les résultats sont donnés aux nœuds des éléments volumiques 3D.

Une alternative à ces méthodes est la méthode des éléments de frontière (BEM). Pour mettre en œuvre cette méthode, seul un maillage surfacique 2D aux frontières de la structure fissurée est nécessaire pour réaliser les calculs. Les avantages de la méthode sont alors les suivants :
- Diminution de l'espace mémoire de stockage des fichiers résultats étant donné le nombre de nœuds nécessaire au calcul beaucoup plus faible que pour les méthodes précédentes.
- Diminution des temps de calculs.

A l'inverse, cette méthode présente une limitation importante à ce jour :
- Difficulté à étendre la démarche aux matériaux hétérogènes, comme le cas d'une structure soumise à un chargement thermique variable spatialement conduisant à un module d'Young variable spatialement.

Dans ce cadre, vos activités seront les suivantes :
- Mettre en place des algorithmes d'optimisation des temps de calculs dans le cas d'un matériau homogène
- Mettre en œuvre une solution de contournement à l'inconvénient mentionné sur la BEM
- Valider la méthode par comparaison à des calculs obtenus par éléments finis

Job Requirements

Formation : Bac+5 en mécanique des solides et/ou en méthodes numériques appliquées.
Cette thèse nécessite un goût pour la recherche en mathématiques appliquées.
De bonnes connaissances en langage de programmation seraient utiles et appréciées.
Le/la doctorant/e devra faire preuve d'initiative, de créativité, d'une forte capacité d'analyse et de synthèse, ainsi que d'un bon relationnel.

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Safran is an international high-technology group, operating in the aviation (propulsion, equipment and interiors), defense and space markets. Its core purpose is to contribute to a safer, more sustainable world, where air transport is more environmentally friendly, comfortable and accessible. Safran has a global presence, with 79,000 employees and sales of 16.5 billion euros in 2020 and holds, alone or in partnership, world or regional leadership positions in its core markets. Safran undertakes research and development programs to maintain the environmental priorities of its R&T and Innovation roadmap.

Safran ranks first in Forbes's 2020 list of the World's Best Employers for its sector.

Safran Aircraft Engines designs, produces and sells, alone or in partnership, commercial and military aircraft engines offering world-class performance. Through CFM International*, Safran Aircraft Engines is the world's leading supplier of engines for single-aisle mainline commercial jets. The company is also fully responsible for the design, development and production of the M88 and M53 engines for the Rafale and Mirage 2000 fighters, respectively, and will be the systems integrator for the engine powering Europe's New-Generation Fighter.

*CFM International is a 50/50 joint company between Safran Aircraft Engines and GE.

76,800
employees worldwide
27
Number of countries where Safran is located
35
business area families
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