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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université 8 Mai 1945 Guelma Faculté des Sciences et de la Technologie Département de Génie Civil et d’Hydraulique Laboratoire de Génie Civil et d’Hydraulique THÈSE EN VUE DE L’OBTENTION DU DIPLOME DE DOCTORAT Domaine : Sciences et Technologie Filière : Génie Civil Spécialité : Mécanique des chaussées, Matériaux et Géotechnique Routière (MCMGR) Présentée par Hamza GUENFOUD Intitulée Modélisation par éléments finis spéciaux des structures en matériaux à gradient fonctionnel Soutenue le : 21 Février 2019 Devant le Jury composé de : Nom et Prénom Grade Université Qualité Mr. Benmarce Abdelaziz Professeur Université du 8 mai 1945 Guelma Président Mr. Guenfoud Mohamed Professeur Université du 8 mai 1945 Guelma Encadreur Mr. Bouzerd Hamoudi Professeur Université 20 Aout 1955 Skikda Examinateur Mr. Cherait Yacine Professeur Université du 8 mai 1945 Guelma Examinateur Mr. Hacen-Chaouch Abdelmadjid Professeur Université Badji Mokhtar Annaba Examinateur Année Universitaire 2018-2019 إه ــــــــــــــــــــــــــداء إلى بلدي ال غالي وعشقي ووجداني إلى جذوري وأرضي وعنواني جزائري، شرفي وإيماني إلى معلمي وأستاذي الذي أضاء طريقي وأنار عقلي، إلى رجل األخالق الطيبة، إلى أبي الحبيب ،إلى من أقر لها بالفضل األكبر في نجاحي وتوفيقي، إلى من أتنفس هواها وأطلب رضاها أمي الحبيبة إلى سندي وظهري، إلى أغلى وأعز الرجال، أخي عبد الرحيم إلى مالئكتي وحبيباتي، أخواتي، إسالم، زينب، وأميمة إلى أقاربي وأصدقائي وأحبائي إلى أساتذتي DEDICACE A mon pays précieux, mon amour et ma sensation Pour mes racines, ma terre et mon adresse Algérie, mon honneur et ma foi À mon professeur, qui a éclairé mon chemin et ma lumière mentale, à un homme de bonne moralité, à mon père bien-aimé. À celui qui m’a donnée la plus grande confiance dans mon succès et mon compromis, à qui je respire son air et je lui demande satisfaction, ma mère bien-aimée. A mon soutien et appui, à l’homme le plus précieux et le plus chers, mon frère Abdel Rahim À mes anges et mes bien-aimés, mes sœurs, Islem, Zeyneb et Omyma À mes proches, amis et aimés A mes professeurs REMERCIEMENT Cette thèse a été réalisée au sein du Laboratoire de Génie Civil et d’Hydraulique de la Faculté des Sciences et de la Technologie de l’université 8 mai 1945 sous la supervision et la direction du Professeur GUENFOUD Mohamed. Je tiens à lui exprimer mes profonds remerciements de m’avoir confié un sujet de recherche prestigieux et passionnant. Il ne serait pas possible de construire ce travail sans sa motivation. Il m'a fourni toutes sortes de soutiens et d'aide. Le processus serait insupportable sans ses conseils inestimables. Je tiens à lui témoigner toute ma reconnaissance pour son aide et sa rigueur scientifique. Ses encouragements constants et son amical soutien m’ont grandement aidé à l’achèvement de cette recherche. Je tiens à remercier les membres du jury ; particulièrement Monsieur le Professeur Benmarce Abdelaziz qui m’a fait l’honneur de présider le jury et Messieurs les professeur : Bouzerd Hamoudi, Cherait Yacine et Hacen-Chaouch Abdelmadjid qui ont accepté d’examiner le présent travail. J’exprime ma profonde gratitude à Messieurs les Professeurs : Nouaouria Mohamed Salah directeur du Laboratoire de Génie Civil et d’Hydraulique (LGCH) ; Belabed Lazhar Chef du Département de Génie Civil et d’Hydraulique et à tous les enseignants et membres du département de génie civil de l’université 8 mai 1945 pour leur chaleureux accueil et soutien. J’adresse mes plus sincères remerciements à tous mes proches et amis qui m’ont toujours soutenu et encouragée au cours de la réalisation de cette thèse. Mes remerciements vont aussi à tous mes collègues pour leur soutien moral et leur gentillesse. Comme je remercie toute personne de près ou de loin qui ont aidé à la réalisation de cette thèse de doctorat. Finalement, je présente ma plus profonde gratitude à mon père Pr Guenfoud Mohamed, ma mère Fatma Feddaoui, mon frère Abderrahim, mes sœurs : Islem, Zeyneb et Omyma pour leurs amours et leurs compassions sans fin. REMERCIEMENT Cette thèse a été réalisée au sein du Laboratoire de Génie Civil et d’Hydraulique de la Faculté des Sciences et de la Technologie de l’université 8 mai 1945 sous la supervision et la direction du Professeur GUENFOUD Mohamed. Je tiens à lui exprimer mes profonds remerciements de m’avoir confié un sujet de recherche prestigieux et passionnant. Il ne serait pas possible de construire ce travail sans sa motivation. Il m'a fourni toutes sortes de soutiens et d'aide. Le processus serait insupportable sans ses conseils inestimables. Je tiens à lui témoigner toute ma reconnaissance pour son aide et sa rigueur scientifique. Ses encouragements constants et son amical soutien m’ont grandement aidé à l’achèvement de cette recherche. Je tiens à remercier les membres du jury ; particulièrement Monsieur le Professeur Benmarce Abdelaziz qui m’a fait l’honneur de présider le jury et Messieurs les professeur : Bouzerd Hamoudi, Cherait Yacine et Hacen-Chaouch Abdelmadjid qui ont accepté d’examiner le présent travail. J’exprime ma profonde gratitude à Messieurs les Professeurs : Nouaouria Mohamed Salah directeur du Laboratoire de Génie Civil et d’Hydraulique (LGCH) ; Belabed Lazhar Chef du Département de Génie Civil et d’Hydraulique et à tous les enseignants et membres du département de génie civil de l’université 8 mai 1945 pour leur chaleureux accueil et soutien. J’adresse mes plus sincères remerciements à tous mes proches et amis qui m’ont toujours soutenu et encouragée au cours de la réalisation de cette thèse. Mes remerciements vont aussi à tous mes collègues pour leur soutien moral et leur gentillesse. Comme je remercie toute personne de près ou de loin qui ont aidé à la réalisation de cette thèse de doctorat. Finalement, je présente ma plus profonde gratitude à mon père Pr Guenfoud Mohamed, ma mère Fatma Feddaoui, mon frère Abderrahim, mes sœurs : Islem, Zeyneb et Omyma pour leurs amours et leurs compassions sans fin. ال ملخ ــــــ ص واحدة من المزايا الرئيسية للمركبات م ال صفحة هو القدرة على توجيه ألياف من كل رق يقة قصد تحسين خواصه ا الميكانيكية، مثل قوتها وصالب تها ال مفيدة. وبالرغم من هذه الخصائص ،الممتازة فإن الرقائق لها مشكلة خاصة بالمواد المركبة المصنوعة بواسطة التصفيح :أال هو و التمزق ،الداخلي المعروف تحت االسم التقني بواسطة "Delamination". لقد ولدت محاولة إنتاج مواد متدرجة وظيفي ا (FGM) من خلط مادتين بطريقة تحافظ فيها ال مادتان على خصائصهما الفيزيائية، الميكانيكية والحرارية على نحو أكثر فعالية. المادة الناتجة FGM تشير على تدرج في عمق ،الهيكل من مادة معدنية نموذجية مثل الصلب أو األلومنيوم على جانب واحد من ،العمق إلى مادة أخرى مثل السيراميك على الجانب اآلخر. ،وبالتالي فإن التدرج الوظيفي أو المواد المتدرجة وظيفيا (FGM) هي تشكيلة جديدة من المواد المركبة التي لها تغير تدريجي ومستمر للكسور )(لألجزاء الحج مية لكل من المكونات (بشكل ،عام المعادن والسيراميك )عبر ،السماكة مما يؤدي إلى تغييرات في ا لخصائص الحرارية-الميكانيكية العامة للعنصر الهيكلي ال تي ت شكله ،المادة الناجمة. في دراستنا هذه يتم أخذ التغيير في خصائص المواد وفق ا لقانون ال)قوة (األس. هذا و مما يسمح لهذه المركبات بالقدرة على الحد، بشكل كبير، من تأثير ،)التبطين (التمزق الداخلي وتكاثف اإلجهاد المصادف ين في المركبات ،التقليدية ولكن األهم هو وجود ميزة جديدة في هذه المركبات لم تكن موجودة من قبل. ،لذلك فقد تم تصميم هذه المواد المركبةFGM للتغلب على مشكلة التمزق بين طبقتين (التبطين )من ،ناحية ولعالج المشاكل التي تسببها البيئات الحرارية الشديدة من جهة أخرى. تحليل الهياكل المركبة من المواد المتدرجة وظيفيا (FGM) يتطلب إنشاء أدوات لنمذجت السلوك الميكانيكي المتطور بشكل ،متزايد بما في ذلك ال حساب بواسطة العناصر المحدودة الذي أصبح أمر ضروري لتحديد حجم هذه الهياكل المعقدة والتحقق منها. في هذه ،األطروحة تم تطوير دالة قص عرضية جديدة تعتمد على نظرية العارضة عالية الترتيب لتحليل سلوك االن حناء للعوارض المركبة من المواد المتدرجة وظيفيا (FGM) . النظرية الحالية تأخذ في االعتبار تأثير القص العرضي من جهة وال تتطلب استخدام عامل تصحيح القص المستعرض من ناحية أخرى. كما ت عطي هذه النظرية وصف مكافئ إلجهاد القص عبر السمك مع احترام حالة إجهاد القص المنعدم على الحواف الحرة ل لهيكل (العارضة) المركب من المواد المتدرجة وظيفيا (FGM) . تم إجراء مقارنة بين مختلف ال نظريات عالية الترتيب مع تلك المقدمة في العمل الحالي. أبرزت هذه المقارنة قيمة دالة القص ( المطورة الحالية) مع اللواتي الموجود)ات في المراجع (الدوال المرجعية. بعد ،ذلك تم تطوير عنصر محدود جديد قشري مستوي الوجه الم طور على صيغة التشوه لحالة ال مادة ال متنحية. العنصر هو نتيجة تراكب عنصر غشائي مع عنصر ( صفيحي لوحة) في االنحناء. إنه عنصر مثلثي ذو ثالث عقد لكل عقدة ستة درجات حرية .لذلك يتم أخذ الدوران حول )العمود (الدوران الرأسي بعين االعتبار. توضح مقارنة نتائجنا مع الحلول المرجعية األداء الجيد ودقة النتائج ل لعنصر الغشائي الم)طور (المصاغ. في المر حلة ال تالية، تم إثراء وتطوير هذا ال عنصر القشري بحيث يمكنه تصميم هياكل مركبة من المواد المتدرجة وظيفيا (FGM . تحقيقا لهذه الغاية تم تمديد تطو رات ي إضافية حتى يتسنى للعنصر نمذجت الهياكل المركبة من المواد المتدرجة وظيفيا (FGM) . في هذه ،الحالة يجب مراعاة اقتران تفاعل سلوك الغشاء مع االنحناء. يوفر العنصر المقترح تحليالت خطية قوية ودقيقة للقشريات المركبة من المواد المتدرجة وظيفيا ( (FGM مقارنة ال ب نهج المؤسس على اإلزاحة. توضح مقارنة نتائجنا مع حلول المواجهة أن العنصر الم طور هو uploads/Science et Technologie/ guenfoud-hamza-doctorat-21022019 1 .pdf