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Une formation multidisciplinaire
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Structure et matériaux (IEN / ME) - 4EUS4STM

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  • Volumes horaires

    • CM : 42.0
    • TD : 20.0
    • TP : 28.0
    • Projet : -
    • Stage : -
    Crédits ECTS : 5.0
  • Responsables : Didier IMBAULT

Objectifs

Calculs de structure (ME et IEN) : Ce cours et les séances de BE associées ont pour objectif de renforcer la mise en œuvre des codes éléments finis solides suivant la nature des cas à étudier : Présentation des différents modèles possibles pour le calcul des structures et choix de la modélisation la plus adaptée à la pièce et au problème de dimensionnement posé.
Analyse des matériaux en service (ME et IEN) : Ce cours est centré sur la description des conditions de service subies par les matériaux couramment mis en œuvre au sein de systèmes hydrauliques et thermiques (turbine, pompe, turboréacteur, etc.). Pour chaque type de système, le cahier des charges matériaux est présenté puis les solutions envisageables commentées. Il s'agit ainsi de développer une maîtrise de l'analyse et de la conception de systèmes au travers d'un cahier des charges, ceci sous l'angle particulier de la mise en œuvre de matériaux adaptés.
Matériaux pour le nucléaire (IEN) : L'objectif de ce cours est d'introduire les notions principales en science des matériaux, et notamment les notions de bases spécifiques aux matériaux de structure (principalement alliages métalliques) et ensuite de présenter les spécificités des matériaux utilisé dans un environnement nucléaire. Une première partie consistera à introduire la démarche systématique de sélection des matériaux illustrée dans un cas simple et ensuite appliquée à des études de cas dans le domaine du nucléaire (gaine ou cuve) (BE de 8h : 4h présentation de CES et 4h étude de cas ) . Une deuxième partie sera centrée sur la présentation des dommages d'irradiation (durcissement, gonflement, croissance et fluage sous irradiation) incluant une approche quantitative basée sur le calcule de DPA(2h TD). Une troisième partie sera dédiée à l'étude simplifiée du vieillissement spécifique des matériaux des gros composants des centrales REP (mécanismes et lois phénoménologiques)(6h de TD ).
Dynamique des structures (ME) : Il s’agit de savoir formuler un problème de dynamique des structures mêlant résistance des matériaux (éléments barres et poutres) et mécanique des milieux continus, ces approches ayant pour objectif l’analyse des comportements linéaires. Par ailleurs, il s’agit aussi de pouvoir obtenir une version discrétisée du problème à l'aide de la méthode des éléments finis. Les premiers exemples de structures abordés en cours sont des cas qui peuvent être résolus à la main. Les TPs associés au cours concernent la mise en évidence expérimentale des phénomènes de résonance par vibrations forcées: détermination des deux 2 premières fréquences de résonance, mise en évidence expérimentale des modes de résonance, détermination de l’amortissement structural à chaque mode. Au niveau théorique : application des équations de Lagrange pour la mise en équation, calcul des fréquences propres, calcul des vecteurs modaux, comparaison expérience/théorie.

Contenu

Calculs de structure (ME et IEN)- 4h CM – 12h BE Numérique : Formulation d'un problème d'analyse de structure, problème bien posé ; Différents modèles disponibles, 3D, 2D, poutre, plaque ; Choix des conditions aux limites ;Analyse de différents problèmes et mise en œuvre sur logiciel

Analyse des matériaux en service (ME et IEN) – 10h CM1 – 4h TD1 : Présentation des phénomènes mécaniques limitant la durée de vie des pièces en service – Fatigue – Effets thermiques – Chocs et impacts - Présentation des méthodes de dimensionnement à la fatigue et au choc – Intégration des théories de dimensionnement en relation avec les conditions de service.

Matériaux pour le nucléaire (IEN) – 14h CM2 – 8h TD2 – 8h BE2 logiciel : Sélection des matériaux : principales propriétés des matériaux (grandes classes de matériaux), Calculs indices de performance et applications CES ; Matériaux en environnement nucléaires : dommages d'irradiation et calcul de DPA ; Vieillissement des matériaux et des composants : fluage sous irradiation, fragilisation de la cuve, comportement du combustible.

Dynamique des structures ME – 14h CM3 – 8h TD3 – 8h TP3 : Principe de Hamilton et équations de Lagrange pour les systèmes discrets, Oscillations non amorties et amorties, Analyse par la méthode des éléments finis de systèmes composés de barres, Analyse par la méthode des éléments finis de systèmes composés de poutres, Calcul spectral, Méthode des éléments finis. Les TP3 concernent un dispositif de flexion de poutre et un dispositif de portique (salle GA012)

Prérequis

• Module de 1A / S1 : Mécanique des solides déformables
• Module de 2A / S3 : Modélisation en Mécanique

Contrôles des connaissances

Session normale
Contrôle continu (CC) : compte rendu de TP pour filière ME et compte rendu de BE pour filière IEN
Conrôle continu (CT) : épreuve écrite de 3h

Session de rattrapage
Epreuve écrite de 3h remplace la note de CT de session normale.
Le CC n'est pas rattrapable.

CC 60% + CT 40%

Calendrier

Le cours est programmé dans ces filières :

cf. l'emploi du temps 2019/2020

Informations complémentaires

Code de l'enseignement : 4EUS4STM
Langue(s) d'enseignement : FR

Vous pouvez retrouver ce cours dans la liste de tous les cours.

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mise à jour le 8 février 2017

Grenoble INP Institut d'ingénierie Univ. Grenoble Alpes