UE Propriétés structurales et mise en forme / Structural properties and shaping

Mise en place des concepts, des outils et des principes généraux de la résistance des matériaux. Aquisition progressive de la notion de milieux déformables avec les approximations connues de la théorie des poutres. Compréhension  des bases de la mécanique des matériaux et de la résolution de problèmes de poutres en extension.

 1 Principes et notions de base
    1.1 Introduction ; Hypothèses de base ; Méthode de résolution.
    1.2 Classes de comportement
    1.3 Objets et bases de la résistance des matériaux
 2 Traction - Compression
    2.1 Contrainte normale dans une section droite
    2.2 Condition de résistance à la traction
    2.3 Cylindre ouvert à paroi mince sous pression
    2.4 Condition de résistance à la compression
    2.5 Concentration de contraintes Fatigue
 3 Préliminaires à la flexion et à la Torsion
    3.1 Étude des surfaces Planes
    3.2 Moments d'inertie
    3.3 Théorème de Huyghens
    3.4 Produits d'inertie
    3.5 Moments principaux d'inertie.
 4 Flexion
    4.1 Définition ; Hypothèses ; Expériences
    4.2 Contrainte normale et déformation
    4.3 Relations entre effort tranchant et moment fléchissant
    4.4 Équation de la déformée.
 5 Torsion
    5.1 Définition ; Hypothèses ; Moment d'inertie polaire
    5.2 Contrainte de cisaillement en torsion
    5.3 Angle de torsion
    5.4 Condition de résistance à la torsion.
 6 Sollicitations composées
 7 Poutres hyperstatiques et méthodes énergétiques
    7.1 Types de liaison
    7.2 Degré d'hyperstaticité
    7.3 Méthode de superposition
    7.4 Énergie de déformation pour différents cas de contraintes
    7.5 Théorème de Maxwell - Betti ; Théorèmes de Castigliano et de Ménabréa.
 8 Compléments :
     8.1 Instabilité et Flambement
    8.2 Comportement au delà du domaine élastique
    8.3 Initiation aux éléments finis

Establishment of concepts, tools and general principles of the resistance of materials. Progressive aquisition of the concept of deformable media with known approximations of the theory of beams. Understanding the basics of material mechanics and problem solving of beams in extension.

1 Principles and basic concepts
    1.1 Introduction; Basic assumptions; Resolution method.
    1.2 Behavior classes
    1.3 Objects and bases of the resistance of materials
 2 Traction - Compression
    2.1 Normal stress in a straight section
    2.2 Condition of tensile strength
    2.3 Open-walled thin-walled cylinder
    2.4 Compressive strength condition
    2.5 Fatigue stress concentration
 3 Preliminaries to bending and twisting
    3.1 Study of Planes surfaces
    3.2 Moments of inertia
    3.3 Huyghens theorem
    3.4 Inertia Products
    3.5 Principal moments of inertia.
 4 Flexion
    4.1 Definition; Hypotheses ; Experiences
    4.2 Normal stress and deformation
    4.3 Relationships between shear and bending moment
    4.4 Equation of the deformed.
 5 Twist
    5.1 Definition; Hypotheses ; Moment of polar inertia
    5.2 Constraint of torsion shear
    5.3 Angle of torsion
    5.4 Torsion resistance condition.
 6 Compound solicitations
 7 Hyperstatic beams and energy methods
    7.1 Types of connection
    7.2 Degree of hyperstaticity
    7.3 Overlay method
    7.4 Deformation energy for different stress cases
    7.5 Maxwell - Betti theorem; Theorems of Castigliano and Menabréa.
 8 Complements:
    8.1 Instability and Buckling
    8.2 Behavior beyond the elastic domain
    8.3 Initiation to finite elements

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Application du cours de RDM

Les travaux pratiques répartis en deux thèmes différents ont pour objectif principal de traiter des cas réels de conception et de dimensionnement de composants mécaniques. Pour cela, les étudiants utiliseront un progiciel de calcul de structures.

Application of the Strength of materials courses

Practical work divided into two different themes has the main objective of dealing with real cases of design and dimensioning of mechanical components. For this purpose, students will use a software for calculating structures.

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Connaître et maîtriser l'essentiel des structures, des microstructures, des propriétés et des applications des matériaux céramiques. Être en mesure d'expliquer les origines, les similitudes et les différences entre les principales propriétés des différentes classes ou catégories de céramiques : traditionnelles ou techniques, structurales (mécaniques) ou fonctionnelles (électroniques), oxydes et nitrures ou carbures. On insistera particulièrement sur les relations structures - microstructures - propriétés des matériaux fabriqués par une technologie "céramique". Un ingénieur en Science des Matériaux doit maîtriser les différences de propriétés entre un "monocristal" et une céramique de même composition.

I. Introduction et domaines d'application
   A. Céramiques traditionnelles   
   B. Céramiques techniques
II. Structures et microstructures des céramiques       
   A. Cristallochimie et structures des céramiques       
   B. Diagrammes de phases (diagrammes ternaires)
   C. Microstructures       
III. Propriétés des céramiques fonctionnelles (électriques, diélectriques, magnétiques, optiques)               
   A. Conductivités électriques des céramiques
   B. Propriétés diélectriques
   C. Céramiques magnétiques
IV. Propriétés thermo-mécaniques et céramiques structurales           
   A. Rupture fragile, ténacité et fatigue statique
   B. Analyse statistique de la rupture et durée de vie
   C. Renforcement des céramiques

Recherche Documentaire: études de cas de matériaux céramiques pour lesquels les aspects mécaniques et électriques doivent être pris en compte

Know and master the essential structures, microstructures, properties and applications of ceramic materials. To be able to explain the origins, the similarities and the differences between the main properties of the different classes or categories of ceramics: traditional or technical, structural (mechanical) or functional (electronic), oxides and nitrides or carbides. Particular emphasis will be placed on the structure - microstructure - property relationships of materials made by "ceramic" technology. An engineer in Materials Science must master the differences in properties between a "single crystal" and a ceramic of the same composition.

I. Introduction and fields of application
   A. Traditional ceramics
   B. Technical Ceramics
II. Structures and microstructures of ceramics
   A. Cristallochemistry and structures of ceramics
   B. Phase diagrams (ternary diagrams)
   C. Microstructures
III. Properties of functional ceramics (electrical, dielectric, magnetic, optical)A. Electrical conductivities of ceramics
   B. Dielectric properties
   C. Magnetic ceramics
IV. Thermo-mechanical properties and structural ceramics
   A. Brittle fracture, tenacity and static fatigue
   B. Statistical analysis of fatigue test data
   C. Strengthening of ceramics

Documentary research: case studies of ceramic materials for which mechanical and electrical aspects must be taken into account

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Maitriser les méthodes expérimentales utilisées pour l'étude des réactions électrochimiques.

- Réaction électrochimiques spontanées
- Régulations en tension ou courant
- Réactions électrochimiques non spontanées
- Formation de H2 sur différents métaux
- Dépôts métalliques
- Corrosion électrochimique uniforme
- Corrosion galvanic

Understand the experimental methods used for the study of electrochemical reactions.

- Spontaneous electrochemical reactions
- Voltage or current regulation
- Non-spontaneous electrochemical reactions
- Formation of H2 on different metals
- Metal deposits
- Uniform electrochemical corrosion
- Galvanic corrosion

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Étude détaillée de quelques techniques de caractérisation (MEIS, XPS et microscopies à sonde locale) utilisées comme outils de contrôle des surfaces et des couches minces. Cet enseignement est illustré par de nombreux exemples d'application.

 1 Ordres de grandeur en Physique des surfaces et en Physique du vide. Instrumentations : sources, analyseurs et détecteurs
 2 Physique de la MEIS. Applications à l'étude des matériaux et structures.
 3 XPS, physique et applications.
 4 Microscopies à sonde locale, physique et applications.

Detailed study of some characterization techniques (MEIS, XPS and local probe microscopy) used as tools for surface and thin film control. This teaching is illustrated by numerous application examples.

1 Orders of magnitude in Surface Physics and Vacuum Physics. Instrumentations: sources, analysers and detectors
 2 Physics of MEIS. Applications to the study of materials and structures.
 3 XPS, physics and applications.
 4 Local probe microscopies, physics and applications.

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