Modélisation de La Rupture Dynamique Des
il y a 2 semaines
**Modélisation de la rupture dynamique des matériaux par l’approche CLIP (Cohesive LIPschitz)**:
- Réf
- **ABG-111891**
- Sujet de Thèse- 09/03/2023- Financement public/privé- École Centrale de Nantes- Lieu de travail- Nantes - Pays de la Loire - France- Intitulé du sujet- Modélisation de la rupture dynamique des matériaux par l’approche CLIP (Cohesive LIPschitz)- Champs scientifiques- Sciences de l’ingénieur
- Mots clés- Sciences pour l’ingénieur, Mécanique, Dynamique, Rupture, Approches cohésives, Méthode Lip-field, Fragmentation**Description du sujet**:
Cette thèse d’une durée de 3 ans, financée par l’Agence Nationale de la Recherche Française (ANR), s’inscrit dans le cadre d’un Projet de recherche Collaborative International (PRCI) entre l’équipe du Professeur Jean-François Molinari de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et l'équipe du Professeur Nicolas Moës de Centrale Nantes (ECNantes). Le projet s’intéresse à la modélisation des débris spatiaux formés par fragmentation dynamique de satellites.
L’objectif de la thèse est de développer une nouvelle approche de modélisation de la fissuration, nommée «CLIP», pour «Cohesive Lipschitz». L’équipe de l’EPFL possède une expérience conséquente de la modélisation de la fragmentation dynamique par le modèle de zone cohésives (CZM) et a déjà obtenu des résultats significatifs [1,2,3]. Cependant, ces résultats ont mis en évidence une dépendance au maillage des trajets de fissuration obtenus par zones cohésives. Du côté de l’École Centrale de Nantes, l’approche Lip-field développée depuis quelques années commence à montrer des résultats prometteurs dans le cadre de la régularisation des modèles continus d’endommagement, mais n’a été appliquée jusqu’à présent qu’à des problèmes relativement simples en dynamique [4,5,6]. L’idée de l’approche CLIP est d’appliquer une partie des concepts de l’approche Lip-field aux modèles de zones cohésives afin d’obtenir des résultats indépendants du maillage.
La première étape de la thèse consistera, après un travail bibliographique sur les modèles de zones cohésives et d’endommagement diffus, en une étude 1D qui comprendra calculs analytiques et implémentation de l’approche CLIP dans un code python 1D, tout d’abord en quasi-statique, puis en dynamique pour l’étude de la fragmentation d’une barre 1D. La seconde étape consistera à implémenter l’approche CLIP en 2D, puis à la valider sur des benchmarks en quasi-statique. Enfin, la dernière étape consistera à implémenter l’approche CLIP en dynamique explicite, puis à la valider sur des cas tests plus complexes. Les développements informatiques seront réalisés dans des codes HPC open-source. Enfin, dans le cadre de la collaboration, le.a doctorant.e sera améné.e a effectuer des voyages sur le site de l'EPFL.
- English Version
- This 3-year thesis, funded by the French National Research Agency (ANR), is part of an International Collaborative Research Project (ICRP). This project is a partnership with the team of Jean-François Molinari of the École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), and focuses on the modeling of space debris formed by the dynamic fragmentation of satellites.
The first step of the thesis will consist, after a bibliographic work on the cohesive zones models and diffuse damage approaches, in a 1D study which will include analytical calculations and implementation of the CLIP approach in a 1D python code, first in quasi-static, then in dynamic for the study of the fragmentation of a 1D bar. The second step will consist in implementing the CLIP approach in 2D, then validating it on quasi-static benchmarks. Finally, the last step will consist in implementing the CLIP approach in explicit dynamics, then validating it on more complex test cases. The computer developments will be realized in open-source HPC codes. Finally, as part of the collaboration, the PhD student will be asked to travel to the EPFL site.
- Références
- [1] S. Levy, J. F. Molinari, I. Vicari, and A. C. Davison. “Dynamic Fragmentation of a Ring: Predictable Fragment Mass Distributions”. In: Phys. Rev. E 82.6 (2010), p. 066105.
[2] M. Vocialta, N. Richart, and J.F. Molinari. “3D Dynamic Fragmentation with Parallel Dynamic Insertion of Cohesive Elements”. In: Int. J. for Num. Meth. in Eng. 109.12 (2017), pp. 1655-1678.
[3] M. Pundir and G. Anciaux. “Coupling between Cohesive Element Method and Node-to-Segment Contact Algorithm : Implementation and Application”. In: Int. J. for Num. Meth. in Eng. 122.16 (2021), pp. 4333-4353.
[4] N. Moës and N. Chevaugeon. “Lipschitz regularization for softening material models: the Lip-field approach”. In: Comptes Rendus. Mécanique 349.2 (2021), pp. 415-434.
[5] N. Chevaugeon and N. Moës. “Lipschitz regularization for fracture: the Lip-field approach”. In: Co
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