Xueyan Chen : Matériaux de type treillis

Résumé : Les joints ou nœuds avec une configuration géométrique complexe connectant des tiges se trouvent couramment dans les matériaux en treillis. L'existence des nœuds a un impact certain sur les propriétés mécaniques du réseau. La thèse s'intéresse principalement aux treillis cubiques élémentaires de poutres. La première innovation que nous proposons est un modèle analytique pour identifier les effets nodaux et de flexion sur la réponse en compression du réseau FCC. Sur la base des résultats obtenus, des métamatériaux mécaniques tubulaires BCC de forme ouverte ultra-résistants et légers sont présentés pour supporter la charge et absorber l'énergie. Le choix du nœud offre la possibilité de contrôler l'isotropie élastique des métamatériaux. Nous proposons une nouvelle classe de treillis élastiquement isotropes et légers, dominés par la flexion, en remplaçant le nœud interne du treillis BCC par un treillis SC. Des simulations numériques révèlent que les réseaux proposés possèdent non seulement une isotropie élastique, mais aussi une réponse non linéaire presque isotrope. En particulier, notre matériau avec une densité relative inférieure à 1% atteint presque la limite supérieure du coefficient de Poisson pour un matériau isotrope. Nous proposons également une nouvelle classe de métamatériau isotrope et réutilisable de type liège, qui est conçu à partir d'un matériau hybride en treillis avec une connexion de nœud complexe qui permet d'obtenir un coefficient de Poisson isotrope proche de zéro. Il peut récupérer 96,6% de sa forme originale après un test de compression dépassant 20% de déformation. Des tests de compression uniaxiale sont effectués pour toutes les conceptions proposées.

Composition du jury : 

Vincent LAUDE, Directeur de recherche, Université Bourgogne Franche-Comté, CoDirecteur de thèse

Claude BOUTIN, Professeur, Université de Lyon,Rapporteur

Corentin COULAIS, Assistant professor, Universiteit van Amsterdam, Netherlands, Rapporteur

Muamer KADIC, Maître de conférences, Université Bourgogne Franche-Comté            

Huifeng TAN, Professeur, Harbin University of Technology, CoDirecteur de thèse

Gengkai HU, Professeur, Beijing Institute of Technology, Examinateur

Yuesheng WANG, Professeur, Tianjin University, Examinateur

Localisation :  Harbin Institute of Technology 92 Xidazhi Street 150001 Harbin, Chine - salle Salle 313