Modélisation du contact mécanique entre 2 surfaces rugueuses – description de l’évolution géométrique

Le LaMé regroupe des enseignants-chercheurs en mécanique d’écoles d’ingénieurs et d’IUT des universités d’Orléans (UO) et de Tours (UT) ainsi que de l’INSA Centre Val de Loire (INSA CVL) et est ainsi localisé sur 5 campus : Blois, Bourges, Chartres, Orléans et Tours.

Les thèmes principaux du LaMé portent sur la caractérisation mécanique des matériaux et des structures en vue de leur modélisation. Les verrous scientifiques abordés sont souvent couplés à d’autres physiques (thermique, chimie, hygrométrie…) et peuvent mettre en avant des approches et compréhensions microscopiques, macroscopiques ou couplées.

Le Laboratoire de Mécanique Gabriel LaMé et la société PHINIA collaborent actuellement dans le cadre d’une thèse CIFRE portant sur l’élaboration d’un outil numérique d’aide à la conception robuste d’une étanchéité métal-métal à l’hydrogène, en cherchant à comprendre l’influence des états de surface des pièces en contact sur le débit de fuite du gaz.

L’objectif de ce stage de Master2 est de simuler par éléments finis l’évolution de la géométrie de 2 surfaces rugueuses en contact mécanique sous sollicitations cycliques quasi-statique et dynamique, dans un cadre élastoplastique avec écrouissage. La prise en compte d’un revêtement sur l’une des 2 surfaces est également un enjeu de ce stage.

Des relevés d’états de surface sur pièces réelles permettront de définir une statique d’ondulations moyennes ou équivalentes paramétrées, par exemple, par une amplitude, une période et des écarts-types. Les simulations par éléments finis permettront, d’une part, de mieux comprendre le comportement mécanique des surfaces en contact, et d’autre part d’établir par un choix judicieux d’un nombre limité de configurations de calcul, un méta-modèle basé sur des développements en Chaos Polynomial.

Cette approche sera comparée à une ou plusieurs approches analytiques pertinentes présentes dans la littérature afin d’en déduire son efficience.

Cette offre s’adresse à un.e candidat.e actuellement en 5^ème année d’école d’Ingénieurs ou en Master 2, dans le domaine de la mécanique des matériaux et qui maîtrise l’anglais oral et écrit. Des compétences dans le domaine de la simulation par éléments finis et la connaissance du logiciel Abaqus sont indispensables. Des compétences complémentaires concernant la construction de méta-modèles seront appréciées.