Open to students
of all nationalities having a bachelor degree

  • mechanical
  • transport
  • electro

Unique in Europe
two years master studies

  • high level of technical studies

 

  • combined with language studies

International cooperation
of six renowned universities

  • CTU in Prague
  • HAN
  • ENSTA Bretagne

 

  • ITB Bandung
  • TU Chemnitz
  • IFP Paris

 

Double degree
from two countries

  • depending on chosen universities and specialisations

 

  • Study stay in at least 2 countries

Eight specialisations
offered in the second year of study

  • Advanced Powertrains
  • Design of Vehicles
  • Alternative Powertrains
  • Modelisation and Computation

Eight specialisations
offered in the second year of study

  • Vehicle Dynamics and Intelligent Transport Systems
  • Internal Combustion Engines
  • Powertrains
  • Engines and Fuels

Introduction à la modélisation avancée des matériaux et des structures

Type Compulsory
Semester summer
Contact hours 60
Number of credits 5
Type of termination Report + Oral + Exam
Form Lectures + exercises
Lecturers Dr. Yann MARCO
Dr. Alain NEME
Anotation  

CONTEXTE ET DESCRIPTION SOMMAIRE

Au terme des 3 premiers semestres, les étudiants disposent d’une formation complète en mécanique des matériaux et des structures mais restreinte le plus souvent au domaine linéaire. Au semestre 5, cette formation sera complétée de manière forte en explicitant différentes difficultés inhérentes à la compréhension, la modélisation et la simulation des études industrielles : non linéarités induites par la géométrie des structures, par le comportement du matériau, grandes déformations, grandes vitesses de déformation, … ainsi que les outils numériques associés.
Cette UV, qui est l’une des « UV profils » de l’option Modélisation (MOD) est définie comme une charnière entre les 3 premiers semestres et la dernière année. Son but est de sensibiliser les étudiants aux limites des approches linéaires vues précédemment et d’introduire certaines notions de base communes aux UV du semestre 5. Un effort particulier est porté sur l’illustration des notions au travers de corrélations entre des essais et des simulations numériques (réalisés par les étudiants au cours de TP et de BE).

OBJECTIFS

A la fin de cette UV, l’étudiant sera sensibilisé au(x) :

  • aspects thermomécaniques (couplage thermo-élastique, dissipation intrinsèque) ;
  • non linéarités liées au matériau (elasto-plasticité, comportement hyper-élastique, …) ;
  • non linéarités géométriques (grandes transformations, flambage, …) ;
  • non linéarités liées au contact
  • aspects de gestion des pas de temps pour des simulations de sollicitations dynamiques.

A la fin de cette UV, l’étudiant sera capable de :

  • réaliser une simulation simple avec Abaqus (version standard);
  • proposer un essai de caractérisation de non linéarités mécaniques classiques ;

PRE-REQUIS

1) UV pré-requises :    
Semestre 1 : Mécanique 1 (UV 1.2), Matériau et perception de l’environnement (UV 1.5) ;
Semestre 2 : Mécanique 2 (UV 2.3) ;
Semestre 3 : Maths (UV 3.1), Mécanique 3 (UV 3.5), Matériau (UV 3.6)

2) Grandes notions :
Lois de comportement et modes de ruine des matériaux, Calcul de structures par MEF en linéaire.

CONTENU ET ORGANISATION PEDAGOGIQUE

A) Outils théoriques, numériques et illustrations industrielles (27 H)
Organisation pédagogique : Séances de 3H.

A-1) Cours de non linéarités géométriques en mécanique (16 H dont 1 H d’examen)

Cette partie aborde la modélisation des structures ”élancées” pouvant subir de grands déplacements et/ou rotations tout en restant dans le domaine des petites déformations élastiques linéaires et des chargements quasi-statiques. On distinguera deux phénomènes mécaniques associés à ce type de configuration, à savoir la non linéarité globale du comportement de la structure (déplacements, déformations et contraintes) vis à vis du paramètre de chargement, d’une part et les conditions d’instabilité (point limite ou bifurcation d’équilibre en vitesse) d’autre part. On dénomme classiquement cette seconde catégorie de phénomènes, pour les poutres par flambement (compression) ou déversement (flexion et torsion) et pour les plaques par flambement voilement. Des exemples d’instabilité de plaque raidie et de pipe seront traités en TP avec ABAQUS.

A-2)  Prise en main du logiciel Abaqus (6 H)
2 BE numériques de 3H

A-3) Illustrations industrielles (9 H)
Apport de la simulation numérique dans une démarche industrielle (3H)
Les matériaux élastomères dans l’automobile (3H)
Les matériaux plastiques dans l’automobile (3H)

B) Corrélation Essais-Calculs (18 H) :
Organisation pédagogique : séances de 3H.
      2 séances de TP, 3 séances de BE, 1 séance de soutenances.
     Organisation autour de 6 thèmes typiques

B-1) Travaux Pratiques en laboratoires (2*3 H)
6 TP différents seront proposés, illustrant différents cas de non-linéarités. Les étudiants seront répartis en 6 groupes et effectueront 1 TP par séance de 3H (1 TP différent à chaque séance). Il s’agit également de les sensibiliser aux outils de caractérisation des phénomènes thermomécaniques, indispensables à toute modélisation, ainsi qu’aux étapes d’identification et de validation. Ces TP seront basés sur des essais utilisés en recherche et encadrés par des enseignants-chercheurs de l’école.

B-2) BE numériques (3*3 H)
Chacun des 6 groupes d’étudiants travaillera sur 3 des travaux pratiques précédemment réalisés en laboratoire. Ils disposeront d’une séance de 3H encadrée pour réaliser une simulation numérique de chacun des 3 TP retenus et confronter les résultats expérimentaux et numériques. Ces BE seront menés sur Abaqus.

B-3) Soutenances (1*3 H)
Chacun des groupes d’étudiants se verra affecté l’un des thèmes et en fera la description détaillée (TP et simulations numériques associées) et l’analyse lors d’une présentation orale (30 minutes + 15 minutes de questions). La soutenance se fera devant un jury composé des intervenants de l’UV et d’enseignants de l’école. Tous les élèves assistent à chacune des soutenances, de manière à permettre une mise en commun des techniques utilisées, des analyses proposées, ainsi que des questions et réponses soulevées. Cette soutenance est un élément de l’évaluation de l’UV.

SUPPORTS PEDAGOGIQUES ET BIBLIOGRAPHIE

  • Supports pédagogiques :
  • Polycopiés des cours
  • Sujets des TP et BE
  • Bibliographie sommaire :
  • Documents d’aide d’Abaqus
  • Cours des UV indiqués comme pré-requis
  • MODES ET CRITERES D’EVALUATION
  • L’évaluation des connaissances et compétences acquises par les étudiants se fera au travers de :
  • un examen écrit portant sur la partie A de l’UV
  • un rapport et une soutenance orale sur le thème de la partie B de l’UV retenu et développé.
  • CONTRIBUTION DE L’UV A L’ACQUISITION DE COMPETENCES TRANSVERSALES
  • Compétences transversales acquises dans cette UV :
  • culture scientifique et technique : par essence, cette UV répond à cette attente.
  • Notons qu’il s’agit ici d’une UV spécifique de profil et que les compétences acquises sont donc dédiées à l’option « modélisation ». Néanmoins, la démarche de modélisation appliquée se veut générale et participe de la formation de base d’un ingénieur, elle est donc applicable aux autres disciplines scientifiques.

Study materials           

  • Supports pédagogiques :
  • Polycopiés des cours
  • Sujets des TP et BE
  • Bibliographie sommaire :
  • Documents d’aide d’Abaqus
  • Cours des UV indiqués comme pré-requis

CTU
Czech Technical University in Prague

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Institut of Automotive Engineering and Management

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Fax:


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E-mail: yann.marco@ensta-bretagne.fr
E-mail: eliane.fonseca@ensta-bretagne.fr

CTU in Prague
Coordinator of MAE

Gabriela Achtenová
gabriela.achtenova@fs.cvut.cz

IT Bandung | Head of Mechanical
Design Research Group

Andi Isra Mahyuddin
aim@ftmd.itb.ac.id

TU Chemnitz
Coordinator of MAE

Diana Lohse
diana.lohse@mb.tu-chemnitz.de

HAN in Arnhem
Masters program manager

Kea Bouwman
Kea.Bouwman@han.nl

ENSTA Bretagne
Coordinator of MAE

Yann Marco
yann.marco@ensta-bretagne.fr