Séance de cours

Hyperélasticité: Inflation d'un ballon

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Dans cours

ME-331: Solid mechanics III

Fundamental understanding and analysis of the mechanical behavior of engineering materials and their use in mechanical design based on the continuum mechanics of solids. ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept d'hyperélasticité, en se concentrant sur le gonflage d'un ballon. L'instructeur explique l'équilibre de force sur un hémisphère, les récipients à pression à paroi mince et le comportement des matériaux hyperélastiques incompressibles. La séance de cours se penche également sur l'étirement du rayon, les conditions de volume fixes et la déformation des matériaux hyperélastiques. Les conditions limites et le processus de gonflage d'un ballon sphérique sont discutés, en mettant l'accent sur la relation entre la pression, le volume et le rayon. La séance de cours se termine par un aperçu de la difficulté de gonfler des ballons plus grands en raison des variations de pression maximale.

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Enseignant·e·s (3)

John Botsis

John (Ioannis) Botsis obtained his diplôme in civil engineering at the University of Patras, Greece in 1979. He continued his education at Case Institute of Technology in Cleveland Ohio/USA, where he received his MS and Ph.D. in 1984. After two years at the research center for national defense in Athens he was nominated assistant professor at the University of Illinois in Chicago, associate in 1991 and full professor in 1995. In 1996, he was nominated professor of solids and structural mechanics at the EPFL. At EPFL he teaches mechanics of structures and mechanics of continuous media´ at the bachelors level and Fracture mechanics at the masters and doctoral levels. His research covers the mechanics of solids and structures, fracture mechanics and micromechanics of polymers, metals and their composites as well as biomechanics. He is also actively involved in full-filed optical methods for surface strain measurements as well as internal strain measurements using fiber Bragg grating sensors, aimed at characterizing micromechanics of fracture, residual strains and strain distribution in composite laminates for structural monitoring. Funding for his research comes from the Swiss National Science Foundation, State Secretariat for Education and Research and Swiss industry. He retired on February 28, 2020.

William Curtin

John Martin Kolinski

Dr. Kolinski studied Applied Mathematics (Sc.M.) and Applied Physics (Ph.D.) at Harvard University, completing a PhD under the supervision of L. Mahadevan and Shmuel Rubinstein on the role of air in droplet impact. John did his post-doc at the Hebrew University of Jerusalem in Israel supported by the Fulbright post-doctoral fellowship. At HUJI, he worked on interfacial instabilities in soft matter in the labs of Eran Sharon and Jay Fineberg. John continues his research into interfacial mechanics at EPFL in EMSI, his newly founded laboratory for the study of Engineering Mechanics of Soft Interfaces.

Source officielle

Concepts associés (32)

Déformation d'un matériau

La déformation des matériaux est une science qui caractérise la manière dont réagit un matériau donné quand il est soumis à des sollicitations mécaniques. Cette notion est primordiale dans la conception (aptitude de la pièce à réaliser sa fonction), la fabrication (mise en forme de la pièce), et le dimensionnement mécanique (calcul de la marge de sécurité d'un dispositif pour éviter une rupture). La capacité d'une pièce à se déformer et à résister aux efforts dépend de trois paramètres : la forme de la pièce ; la nature du matériau ; des processus de fabrication : traitement thermique , traitement de surface, etc.

Condition aux limites de Dirichlet

En mathématiques, une condition aux limites de Dirichlet (nommée d’après Johann Dirichlet) est imposée à une équation différentielle ou à une équation aux dérivées partielles lorsque l'on spécifie les valeurs que la solution doit vérifier sur les frontières/limites du domaine. Pour une équation différentielle, par exemple : la condition aux limites de Dirichlet sur l'intervalle s'exprime par : où et sont deux nombres donnés.

Condition aux limites de Robin

En mathématique, une condition aux limites de Robin (ou de troisième type) est un type de condition aux limites portant le nom du mathématicien français Victor Gustave Robin (1855-1897), qui a travaillé dans le domaine de la thermodynamique. Elle est également appelée condition aux limites de Fourier. Imposée à une équation différentielle ordinaire ou à une équation aux dérivées partielles, il s'agit d'une relation linéaire entre les valeurs de la fonction et les valeurs de la dérivée de la fonction sur le bord du domaine.

Problème aux limites

En analyse, un problème aux limites est constitué d'une équation différentielle (ou plus généralement aux dérivées partielles) dont on recherche une solution prenant de plus des valeurs imposées en des limites du domaine de résolution. Contrairement au problème analogue dit de Cauchy, où une ou plusieurs conditions en un même endroit sont imposées (typiquement la valeur de la solution et de ses dérivées successives en un point), auquel le théorème de Cauchy-Lipschitz apporte une réponse générale, les problèmes aux limites sont souvent des problèmes difficiles, et dont la résolution peut à chaque fois conduire à des considérations différentes.

Condition aux limites de Neumann

En mathématiques, une condition aux limites de Neumann (nommée d'après Carl Neumann) est imposée à une équation différentielle ou à une équation aux dérivées partielles lorsque l'on spécifie les valeurs des dérivées que la solution doit vérifier sur les frontières/limites du domaine. Pour une équation différentielle, par exemple : la condition aux limites de Neumann sur l'intervalle s'exprime par : où et sont deux nombres donnés.

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Séances de cours associées (64)

Analyse des éléments finis: Mécanismes avancés en ingénierie

Fournit un aperçu de l'analyse des mécanismes avancés utilisant la méthode des éléments finis et l'analyse des éléments finis dans les applications d'ingénierie.

Modélisation de microstructure: approche d'homogénéisation

Explore la modélisation computationnelle des microstructures réalistes, la caractérisation des microstructures et l'analyse des éléments finis pour étudier le comportement mécanique.

Turbulence : Simulation numérique de flux

Explore les caractéristiques de la turbulence, les méthodes de simulation et les défis de modélisation, fournissant des lignes directrices pour le choix et la validation des modèles de turbulence.

Géomécanique computationnelle : analyse des flux non confinés

Explore l'analyse des flux non confinés en géomécanique, en mettant l'accent sur les méthodes itératives de solution et les considérations relatives à l'état des limites.

Mécanique quantique : probabilité dans les puits potentiels

Plonge dans la mécanique quantique, en se concentrant sur la probabilité dans les puits potentiels et en comparant les prédictions classiques et quantiques.

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