Comportement thermomécanique d'éléments de structures composites en milieu cryogénique extrême - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Thermomechanical behaviour of composite structure elements in extreme cryogenic environment

Comportement thermomécanique d'éléments de structures composites en milieu cryogénique extrême

Résumé

Cryomagnet supports of the LHC particle accelerator are manufactured in E-glass/epoxy composite materials with textile reinforcement due to their low thermal conductivity and high specific stiffness. These supports are subjected to complexes thermal and mechanical loading which require a thorough study of their response. A multi-scale method is used in this study. It is based on two successive homogenisations in order to take into account the strong thermal dependence of elastic modulus and thermal strain of the resin on the one hand and the phonons mechanism which modifies the thermal transfer at fibres/matrix interfaces for the temperatures lower than 10 K on the other hand.
At each step of this study, results of the models are validated by experimental results of thermal conductivity and elastic modulus for temperatures ranging between 4.2K and 293K.
En raison de leur faible conductivité thermique et de leur rigidité spécifique élevée, les matériaux composites verre-E/époxyde à renfort textile sont utilisés pour la fabrication des supports de cryodipôles de l'accélérateur de particules LHC. Ces supports sont soumis à des chargements thermique et mécanique complexes nécessitant une étude approfondie de leur réponse. La méthode d'étude proposée ici est de type multi-échelle. Elle est basée sur deux homogénéisations successives, de manière à prendre en compte la forte thermodépendance du module d'élasticité et de la déformation thermique de la résine d'une part et le mécanisme des phonons qui modifie le transfert thermique aux interfaces fibres/matrice pour les températures inférieures à 10 K d'autre part.
A chaque étape de cette étude, les résultats des modèles sont validés par des résultats de mesures de conductivité thermique et de modules d'élasticité pour des températures comprises entre 4,2 K et 293 K.
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Dates et versions

tel-00202309 , version 1 (05-01-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00202309 , version 1

Citer

Arnaud Alzina. Comportement thermomécanique d'éléments de structures composites en milieu cryogénique extrême. Mécanique [physics.med-ph]. Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00202309⟩
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