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Lapusta, Yuri

Overview
Works: 14 works in 26 publications in 3 languages and 77 library holdings
Genres: Academic theses 
Roles: Thesis advisor, Opponent, htt, Other
Classifications: QC595.5, 537.2446
Publication Timeline
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Most widely held works by Yuri Lapusta
Fracture mechanics of piezoelectric solids with interface cracks by Volodymyr Govorukha( )

12 editions published between 2017 and 2018 in English and German and held by 62 WorldCat member libraries worldwide

This book provides a comprehensive study of cracks situated at the interface of two piezoelectric materials. It discusses different electric boundary conditions along the crack faces, in particular the cases of electrically permeable, impermeable, partially permeable, and conducting cracks. The book also elaborates on a new technique for the determination of electromechanical fields at the tips of interface cracks in finite sized piezoceramic bodies of arbitrary shape under different load types. It solves scientific problems of solid mechanics in connection with the investigation of electromechanical fields in piezoceramic bodies with interface cracks, and develops calculation models and solution methods for plane fracture mechanical problems for piecewise homogeneous piezoceramic bodies with cracks at the interfaces. It discusses the "open" crack model, which leads to a physically unrealistic oscillating singularity at the crack tips, and the contact zone model for in-plane straight interface cracks between two dissimilar piezoelectric materials. It also investigates the model of a crack with electro-mechanical pre-fracture zones. The formulated problems are reduced to problems of linear relationship, which correspond to different crack models, and their exact analytical solutions are found. The book presents in detail the expressions for stress and electric displacement intensity factors, as well as for the energy release rate. The influence of the electric permittivity of the crack, the mechanical load and the electric field upon the electro-elastic state, as well as the main fracture mechanical parameters, are analyzed and clearly illustrated. This book addresses postgraduate students, university teachers and researchers dealing with the problems of fracture mechanics of piezoelectric materials, as well as engineers who are active in the analysis of strength and durability of piezoelectric constructions
A generalization of Mv integral to axisymmetric problems for viscoelastic materials by Rostand Moutou Pitti( )

1 edition published in 2011 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ecoulement granulaire à haute vitesse sous l'action de la force centrifuge by Aurélie Le Quiniou( Book )

2 editions published in 2009 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Cette thèse porte sur l'étude des mécanismes physiques mis en jeu lors de l'interaction d'un milieu granulaire avec une paroi en rotation. Cette situation s'inspire du procédé d'épandage centrifuge de particules d'engrais en agroenvironnement dont la maîtrise est encore mal assurée dans la pratique. Dans la première partie de cette thèse, un flux dilué de particules a été considéré. On étudie expérimentalement et théoriquemement la nature des trajectoires impliquant frottement, roulement, choc, pour trois types de particules de formes bien caractérisées et une modélisation de ces trajectoires est proposée en introduisant un frottement de roulement à partir des expériences. Dans la seconde partie de cette thèse, on étudie par la méthode des éléments discrets, le cas d'un écoulement dense le long de la paroi en rotation. L'écoulement consiste en une première phase de choc suivie d'une élongation sous l'action combinée des forces d'inertie (centrifuge, Coriolis) et enfin d'un mouvement de particules indépendantes. On montre que le flux de particules est soumis à une sollicitation complexe qui associe des taux de déformation essentiellement de type traction, compression et dans une moindre mesure de cisaillement. On détermine par la modélisation un coefficient de frottement effectif de l'écoulement granulaire le long de la paroi en fonction du degré de liberté de rotation des particules de l'écoulement ainsi que de leurs propriétés mécaniques. On termine en précisant les questions qui restent en suspens concernant la tribologie de contact entre particules en vue d'une caractérisation quantitative de ces écoulements pour différents types de granulés
Modélisation tridimensionnelle du comportement mécanique des milieux élastiques fissurés by Soliman El Kabir( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The complex mechanical loading on structures implies having a better understanding of their fracture mechanical behavior. It is necessary to consider three-dimensional case in the study of reel crack growth problem. For it the most common approach is the determination of the energy release rate by energetic approach. In addition, several structures (timber, steel, composite...) are often subjected to complex mechanical stresses, predict their mechanical behaviour in the face of cracking implies to generalize the approaches of fracture mechanics in real 3D case. Crack problems are often referred to a 2D problem, & extension to the 3D case is insufficiently studied. It is necessary today to Developing specific tools for threedimensional configurations, in order to be able to integrate the temperature and humidity effects, and also the mixed mode loading. Our objective in this work is to validate the invariant integral in the three-dimensional medium, by numerical application. For this, the specifications of the method used for analytical formulation are given; also, the results of some numerical application for crack front in three-dimensional problem are discussed. For analytical formulation in 3D crack problem we use a closed volume and surfaces integration domains. The main advantage of this form is the presence of an arbitrary crack front line enclosed by a 3D volume
Brain-inspired predictive control of robotic sensorimotor systems by Léo Lopez( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Modélisation multi-échelles des systèmes nanophotoniques à base de matériaux intelligents by Maïté Marchant( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Many engineering applications involve stimuli-responsive materials that can change their shape under the action of an external stimulus. It is in this context that this project takes place. Thanks to a multidisciplinary environment with the association of two lines of research of the Institut Pascal: the Mechanical area (Mechanic, Materials and structure) and the Photonic area (Nanostructures and Nanophotonics), this PhD perfectly fits with the “Materials and multi-scale Modeling” transversal action of the laboratory. The first part of this work relies on an experimental system developed by an American team [Chang_10] which allows to measure the pH of a solution without contact, making use of its photonic characteristics. This system is composed of a hydrogel network fixed on a rigid substract. A numerical model is developed in order to simulate its behavior and optimize the hydrogel network with a view to applications in the medical domain. The second part of this PhD is related to the development of a theory on the mechanical behavior of photo-sensitive polymers. The aim is to establish a link between the material deformation and the light intensity. The obtained results are compared to experimental ones from literature. The interaction influence of the azobenzenes molecules on the material strain is studied
The effects of severe plastic deformation on an age hardenable Al-2.5Cu-1.5Mg alloy by Morgan Tort( )

1 edition published in 2015 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Mécanique de rupture des matériaux piézoélectriques avec des conditions électriques mixtes aux faces de la fissure d'interface by Oleg Onopriienko( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les matériaux actifs, tout d'abord piézoélectriques et piézo-électromagnétiques, sont souvent utilisés comme parties fonctionnelles de différents dispositifs électroniques, y compris les capteurs, les transducteurs et les actionneurs, car ces matériaux ont la possibilité de changer de forme sous le champ électrique ou magnétique. Dans de nombreux cas, la taille des appareils mentionnés est extrêmement petite, mais ils peuvent néanmoins être soumis à de très grands champs mécaniques, électriques et magnétiques. En outre, ces dispositifs sont habituellement construits en éléments pouvant être fabriqués avec différents matériaux (éléments piézoélectriques ou piézoélectro-magnétiques, électrodes, etc.).En raison d'une adhérence imparfaite des éléments mentionnés, différents défauts, comme le décollement et la délamination, peuvent se produire entre différents éléments. Ces situations peuvent avoir lieu lors de la fabrication et de l'exploitation des structures intelligentes actives. Les défauts mentionnés entre différents éléments constitutifs sont appelés fissures d'interface. Ces fissures sont généralement la cause principale de l'échec des constructions. Par conséquent, leur enquête est très importante pour éviter une telle défaillance et fournir la fiabilité des appareils électroniques. Différentes méthodes d'étude des problèmes de mécanique des fractures pour les corps piézoélectriques et piézoélectromagnétiques avec des fissures d'interface ont été développées jusqu'à présent. Les méthodes d'analyse des fissures d'interface dépendent essentiellement de la modélisation des conditions électriques sur les faces des fissures. Parce que les fissures sont habituellement remplies d'un milieu (air, huile de silicium, eau, etc.), il est souhaitable de tenir compte des propriétés de ce support. Pour cette raison, les modèles de fissuration perméables à l'électricité, imperméables et à perméabilité limitée sont développés et utilisés activement à l'heure actuelle. En outre, les faces des fissures peuvent parfois être recouvertes d'électrodes ou la fissure peut être remplie par un fluide conducteur. Dans les deux cas, le modèle de fissure électriquement conducteur doit être appliqué. De nombreux problèmes pour les fissures d'interface dans le cadre des modèles de fissure électriques mentionnés sont déjà résolus, mais certains problèmes importants restent résolus jusqu'à nos jours. La solution de ces problèmes définit les tâches de la présente enquête. Tout d'abord, il convient de mentionner que l'étude analytique des fissures d'interface avec des conditions électriques mixtes sur les faces des fissures est inconnue pour l'auteur de cette thèse. Par conséquent, la première tâche du travail est liée à l'étude d'une fissure d'interface dans un matériau thermique piézoélectrique sous l'action de charges mécaniques anti-avion mécaniques et planes, à condition qu'une partie des faces de fissure soit électriquement conductrice tandis qu'une autre soit électriquement perméable. En raison de la présentation des quantités électromécaniques via des fonctions analytiques en section, le problème est réduit au problème combiné de la valeur limite Dirichlet-Riemann et résolu exactement. Toutes les caractéristiques électromécaniques le long de l'interface, y compris les facteurs d'intensité de contrainte, se trouvent sous une forme analytique simple. La deuxième tâche est consacrée à la prise en compte d'une fissure d'interface électriquement conductrice avec une partie restante partiellement électrodéputée de l'interface matérielle sous le même système de chargement externe. Une attention particulière est accordée à la prise en compte du nouveau modèle de fissure d'interface, qui est exempt de l'oscillation dans le cas d'une interface complètement perméable (pas d'électrode) en dehors de la fissure. L'approche analytique basée sur la méthode des potentiels complexes est utilisée. (...)
Thermal Barrier Effect, Non-Fourier Effect and Inertia Effect on a Cracked Plate under Thermal Shock Loading by Wei Li( )

1 edition published in 2016 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Thermal shock problems occur in many engineering materials and elements, which are used in high temperature applications such as thermal barrier coatings (TBCs), solid propellant of rocket-engine, pulsed-laser processing of materials, and so on. The thermal shock resistance performances and the thermal shock damages of materials, especially the interface debonding and spallation of coatings, have received considerable attention in both analysis and design. Some conventional theories, such as the Fourier's law of thermal conduction and the quasi-static assumption of the thermoelastic body, may no longer be appropriate because of the extreme loads provoked by the thermal shock. Therefore, these conventional theories need to be enriched or revised.The objective of this thesis is to develop the solutions of the transient temperature field and thermal stresses around a partially insulated crack in a thermoelastic strip under thermal shock loading. The crack lies parallel to the heated traction free surface. The thermal conductivity of the crack gap is taken into account. Hyperbolic heat conduction theory is used in solving the temperature field instead of the traditional Fourier thermal conduction theory. Equations of motion are applied to obtain the stress fields and the dynamic stress intensity factors of the crack. The Laplace and Fourier transforms are applied to solve the thermal-elastic governing equations such that the mixed boundary value problems are reduced to solving a singular integral equations system in Laplace-Fourier space. The numerical integration method is applied to get the temperature field and stress fields, respectively. The problems are then solved numerically by converting the singular integral equations to a linear algebraic equations system. Finally, numerical inversions of the Laplace transform are performed to obtain the temperature field and dynamic stress intensity factors in the time domain.Numerical results show that the thermal conductivity of the crack gap strongly affects the uniformity of the temperature field and consequently, the magnitude of the dynamic stress intensity factors of the crack. The stress intensity factors would have higher amplitude and oscillating feature comparing to those obtained under the conventional Fourier thermal conduction and quasi-static hypotheses. It is also observed that the interactions of the thermal conductivity of the crack gap, the non-Fourier effect and the inertia effects would make the dynamic thermal shock problem more complex. The magnitude of the thermal barrier, non-Fourier and inertia effects is estimated for some practical cases
Analysis of structural elements' integrity after thermomechanical loading by Vitaly Brevus( )

1 edition published in 2014 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Cette thèse a été réalisée en cotutelle entre l'Université Technique Nationale Ivan Pul'uj de Ternopil (TNTU, Ukraine) et l'Université Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, France). Les travaux ont été effectués au sein de l'Institut Pascal de l'Université Blaise Pascal - Clermont II, de l'IFMA et du CNRS, dans le thème scientifique Matériaux actifs et intelligents, modélisation multi-échelle de l'axe Mécanique, Matériaux et Structures, et au sein de l'Institut Français de Mécanique Avancée. La thèse présentée appartient au domaine scientifique de la mécanique de la rupture et la science des matériaux. L'objectif de la thèse est de développer la méthodologie analytique et expérimentale pour la durée de vie résiduelle des collecteurs du surchauffeur dans les centrales thermiques, en tenant compte des caractéristiques de fonctionnement de chargement thermomécanique. La prédiction de la durée de vie est une tâche cruciale pour un fonctionnement continu des éléments structuraux très chargés et fait partie d'un problème plus large, couvert dans la recherche de la résistance et la durabilité des éléments structurels à haute température dans les équipements d'énergie générateur. Le mémoire décrit l'influence de la température de fonctionnement sur la vitesse de propagation des fissures de fatigue et micromécanismes de rupture dans le matériau du collecteur de surchauffeur
Intégration de fonctions sur matériaux composites innovants pour l'aéronautique by Aymeric Azran( )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'industrie aéronautique est basée sur le compromis entre les performances et les prix. L'objectif principal est de réduire la masse dans le but d'augmenter le rayon d'action ou la masse utile. Ce document présente une façon innovante de concevoir des matériaux composites basée sur une nouvelle technologie textile et par conséquent une nouvelle stratégie de conception. Je vais me focaliser sur deux applications industrielles qui consistent à ajouter de nouvelles fonctions à des matériaux composites pour réduire le nombre de pièce et donc la masse globale. La seconde application est orientée vers les pièces aux surfaces non développables. Dans cette application, je montrerai comment il est possible d'ajouter des propriétés mécaniques à de nouvelles architectures textiles dans le but d'obtenir un meilleur rapport masse/performance
An incremental variational formulation for the prediction of the effective work-hardening behavior and field statistics of elasto-(visco)plastic composites( )

1 edition published in 2016 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Abstract: A new nonlinear and variational homogenization procedure that incorporates the fluctuations of the plastic strains within the phases is proposed to assess the local and effective responses of elasto-(visco)plastic composites with local work-hardening. The formulation is an extension of the EIV approach of Lahellec and Suquet (2007a) initially proposed for elasto-viscoplastic composites without both threshold and hardening. This extension relies both on an appropriate linearization of the stored-energy function which accounts for the isotropic and kinematic hardening and an incorporation of the elastic unloading. The accuracy of the approach is then assessed by comparisons with reference numerical solutions and other nonlinear homogenization schemes of the literature carried out on both porous elasto-plastic materials and several reinforced elasto-(visco)plastic composites subjected to cyclic proportional loadings
Rupture et comportement mécanique couplé des matériaux : application au bois et aux composites by Rostand Moutou Pitti( Book )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Modélisation du comportement et de la rupture des matériaux actifs by Oleksii Viun( )

1 edition published in 2015 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Nowadays, technologies are improving day by day and at the same high speed smart structures decrease in size. Piezoelectric or magneto-electro-elastic materials have the ability to change its shape under electric or magnetic field. These dielectrics can serve as working bodies at various sensors, transducers, oscillators, modulators and other active elements. On the one hand these active materials are used in small devices and have very small dimensions; on the other hand they use high electrical voltage in order to receive a maximal displacement and/or blocking force. The active smart structure is predisposed to different defects, like debonding and delamination. These situations may take a place during the manufacture (imperfect bounding) and service life of the active smart structure. Delamination failure can be of several types, such as: fracture within the adhesive or resin, fracture within the reinforcement and debonding of the resinfrom the reinforcement. Electric or mechanical failure, such as electrical breakdown or destruction of cracks is an important problem in performance and reliability of these materials. This work aims to develop the model of crack with physical boundary conditions under combined external loads. Consideration of any crack in the course of linear fracture mechanics initiates (creates) singularities in stresses at the crack tips. As known, the electric field, ahead of crack tip, is bigger than its critical value and this can be a cause of dielectric breakdown in piezoceramics. The first task of the work concerns the modelling of pre-fracture zones in piezoelectric material in order to formulate the model without the mentioned singularities. The mechanical yielding and electric saturation zones have been introduced ahead of crack tips and the limited permeable conditions on crack surfaces have been used. The present model of crack with two pre-fracture zones eliminates all singularities on crack continuation. In pre-fracture zones, a non homogeneous distribution of saturated electric displacement is considered. Results contain analytical and numerical solutions of the problem. In the numerical solution ABAQUS code was used. As the second task the problem for a periodic set of the limited electrically and magnetically permeable cracks is considered for magneto-electro-elastic material. As a limiting case, a single limited permeable crack is studied as well. The problem is solved exactly and some numerical calculations which illustrate the influence of various characteristics on fracture parameters are presented in graphical and tabular form. The influence of the piezoelectric volume fraction in magneto-electro-elastic material on electro-magnetic parameters in the crack regions is studied. As the third task, the attention is focused on application of pre-fracture zone ahead of crack in magneto-electro-elastic materials. Similarly to the previous problem, the mechanical yielding and electric saturation zones have been adopted. Also, analogue of electric saturation zone for magnetic field was considered. The present model of crack with three pre-fracture zones eliminates singularities in mechanical, electric and magnetic fields on crack continuation. The problem is solved exactly. Some numerical calculations which illustrate the influence of various characteristics on fracture parameters are presented in graphical and tabular form
 
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Fracture mechanics of piezoelectric solids with interface cracks
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