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Contribution à la modélisation numérique de la séparation de phase et homogénéisation des microstructures dans les matériaux composites

Contribution à la modélisation numérique de la séparation de phase et homogénéisation des microstructures dans les matériaux composites PDF Author: Hajer Lamari
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Book Description
Une bonne performance des matériaux composites repose sur une maîtrise des physiques selon lesquelles évoluent les morphologies à différentes échelles du matériau lors de son procédé de mise en forme. La résolution des équations de cette multiphysique tenant compte des interactions entre les différentes échelles requiert des outils de calculs numériques multi échelles telles que l'homogénéisation qui pose le plus souvent des problèmes de temps de calcul du fait du grand nombre de degrés de liberté résultant de la forte hétérogénéité des microstructures en question, ainsi que le problème de récurrence des calculs pour chaque VER du maillage grossier. Le travail présenté reprend au début la séparation de phases, un phénomène physique récurrent dans les mélanges de polymères, le couplage avec la rhéologie de l'écoulement généré par la diffusion résultant de la séparation. Les morphologies générées sont homogénéisées en seconde étape en proposant de nouvelles idées de calcul se basant sur l'idée de réduction dimensionnelle. Enfin, on reprend la séparation de phase dans un cadre plus général de physique statistique où les fluctuations stochastiques de composition sont intégrées dans la description du mélange

Contribution à la modélisation numérique de la séparation de phase et homogénéisation des microstructures dans les matériaux composites

Contribution à la modélisation numérique de la séparation de phase et homogénéisation des microstructures dans les matériaux composites PDF Author: Hajer Lamari
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Book Description
Une bonne performance des matériaux composites repose sur une maîtrise des physiques selon lesquelles évoluent les morphologies à différentes échelles du matériau lors de son procédé de mise en forme. La résolution des équations de cette multiphysique tenant compte des interactions entre les différentes échelles requiert des outils de calculs numériques multi échelles telles que l'homogénéisation qui pose le plus souvent des problèmes de temps de calcul du fait du grand nombre de degrés de liberté résultant de la forte hétérogénéité des microstructures en question, ainsi que le problème de récurrence des calculs pour chaque VER du maillage grossier. Le travail présenté reprend au début la séparation de phases, un phénomène physique récurrent dans les mélanges de polymères, le couplage avec la rhéologie de l'écoulement généré par la diffusion résultant de la séparation. Les morphologies générées sont homogénéisées en seconde étape en proposant de nouvelles idées de calcul se basant sur l'idée de réduction dimensionnelle. Enfin, on reprend la séparation de phase dans un cadre plus général de physique statistique où les fluctuations stochastiques de composition sont intégrées dans la description du mélange

Modélisation des matériaux composites multiphasiques à microstructures complexes

Modélisation des matériaux composites multiphasiques à microstructures complexes PDF Author: Sophie Lemaitre
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Languages : fr
Pages : 155

Book Description
Ce mémoire aborde les questions relatives à la mise en place de procédures de conception rapide, fiable et automatisée des volumes élémentaires représentatifs (VER) d'un matériau composite à microstructure complexe (matrice/inclusions), et de la détermination de leurs propriétés homogénéisées ou effectives. Nous avons conçu et développé des algorithmes conduisant à des outils efficaces permettant la génération aléatoire de tels matériaux à inclusions sphériques, cylindriques, elliptiques ou toute combinaison de celles-ci. Ces outils sont également capables d'altérer les inclusions : inflation, déflation, arrachements aléatoires, ondulation et de les pelliculer permettant ainsi de générer des VER s'approchant des matériaux composites fabriqués. Un soin particulier a été porté sur la génération de VER périodiques. Les caractéristiques homogénéisées ou propriétés effectives de matériaux constitués de tels VER périodiques peuvent alors être déterminées selon le principe d'homogénéisation périodique, soit par une méthode basée sur un schéma itératif utilisant la FFT (Transformation de Fourier Rapide) via l'équation de Lippmann-Schwinger, soit par une méthode d'éléments finis. Le caractère aléatoire de la génération nous amène à réaliser des études en moyenne à partir d'un ensemble de paramètres morphologiques déterminé : nombre d'inclusions, type et forme, fraction volumique, orientation des inclusions, prise en compte d'une éventuelle altération. Deux études particulières sur la conductivité thermique apparente ont été menées, la première sur les composites à inclusions sphériques pelliculées de façon à déterminer l'influence de l'épaisseur de la pellicule et la seconde sur les composites de type stratifié en polymère et fibre de carbone, cousu par un fil de cuivre pour évaluer l'apport de la couture en cuivre selon la fibre de carbone utilisée.

Contribution À la Modélisation Multi-échelle Des Matériaux Composites

Contribution À la Modélisation Multi-échelle Des Matériaux Composites PDF Author: Adjovi Abueno Kanika C-M. Koutsawa-Tchalla
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Languages : en
Pages : 0

Book Description
We propose in this thesis several approaches for improving the multiscale modeling and simulation of composites' behavior. Accurate and reliable modeling of the mechanical response of composite materials remains a major challenge. The objective of this work is to develop simplified methodologies based on existing homogenization techniques (numerical and analytical) for efficient prediction of nonlinear behavior of these materials. First choice has been focused on the Mean-field homogenization methods to study the elasto-plastic behavior and ductile damage phenomena in composites. Although restrictive, these techniques remain the best in terms of computational cost and efficiency. Two methods were investigated for this purpose: the Incremental Scheme Micromechanics (IMS) in One-site modeling and the Mori-Tanaka model in multi-site modeling (MTMS). In the framework of elastoplasticity, we have shown and validated by finite element method that the IMS homogenization results are more accurate, when dealing with high volume fraction composites, than the Mori-Tanaka model, frequently used in the literature. Furthermore, we have extended the Mori-Tanaka's model (MT) generally formulated in One-site to the multi-site formulation for the study of elasto-plastic behavior of composites with ordered microstructure. This approach shows that the multi-site formulation produces consistent results with respect to finite element and experimental solutions. In the continuation of our research, the Lemaître-Chaboche ductile damage model has been included to the study of elasto-plastic behavior in composite through the IMS homogenization. This latest investigation demonstrates the capability of the IMS model to capture damage effects in the material. However, the issue on the loss of ellipticity was not addressed. Finally we develop a numerical homogenization tool based on computational homogenization. This novel numerical tool works with 2D and 3D structure and is fully integrated in the conventional finite element code ABAQUS through its subroutine UMAT. The (FE2) method offers the advantage of being extremely accurate and allows the handling of more complex physics and geometrical nonlinearities. Linear and non-linear cases were studied. In addition, its combination with ABAQUS allows the use of major resources provided by this software (a panel of toolbox for various mechanical, thermomechanical and electrical analysis) for the study of multi-physics problems. This work was validated in the linear case on a two-scale analysis in bending and compared to the multi-scale method ANM (Nezamabadi et al. (2009)). Extensive work will be needed later with applications on non-linear problems to highlight the value of the developed tool.

CONTRIBUTION A LA MODELISATION NUMERIQUE DE L'ABSORPTION D'ENERGIE DANS LES COMPOSITES TISSES SOUMIS A UNE SOLLICITATION DE TRACTION DYNAMIQUE

CONTRIBUTION A LA MODELISATION NUMERIQUE DE L'ABSORPTION D'ENERGIE DANS LES COMPOSITES TISSES SOUMIS A UNE SOLLICITATION DE TRACTION DYNAMIQUE PDF Author: SEGBEHOUIGNAN LOUIS.. DAGBA
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Languages : fr
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GRACE A DE LEUR RESISTANCE SPECIFIQUE MEILLEURE QUE CELLE DES MATERIAUX METALLIQUES, LES MATERIAUX COMPOSITES SONT DE PLUS EN PLUS UTILISES DANS LA CONSTRUCTION MECANIQUE. EN OUTRE, L'UTILISATION DES TISSUS COMME RENFORTS PERMET UNE MEILLEURE INTEGRITE STRUCTURELLE ET CETTE CARACTERISTIQUE EST UTILISEE POUR ABSORBER L'ENERGIE LORS D'UN CHOC. L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST D'ETUDIER NUMERIQUEMENT LE COMPORTEMENT DE PLAQUES COMPOSITES TISSEES SOLLICITEES EN TRACTION DYNAMIQUE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT MONTRE UNE MEILLEURE TENUE EN ABSORPTION D'ENERGIE DANS LE CAS D'UN RENFORT HYBRIDE VERRE/KEVLAR. NOUS UTILISONS DES ELEMENTS DE LA MECANIQUE DES MATERIAUX COMPOSITES ET DE LA MECANIQUE DE LA RUPTURE POUR DONNER UNE EXPLICATION PRECISE DU PHENOMENE OBSERVE EXPERIMENTALEMENT. UNE APPROCHE NUMERIQUE, UTILISANT LES MODELES DE COMPORTEMENT IMPLEMENTES DANS LES CODES DE CALCUL PAM - CRASH ET DYNA3D, A PERMIS DE MONTRER LA LIMITE DE VALIDITE DES MODELES D'ENDOMMAGEMENT A MODULE REDUIT ET DE RUPTURE PROGRESSIVE. EN EFFET, LA PLUPART DE CES MODELES SONT BASES SUR L'HYPOTHESE D'ENDOMMAGEMENT HOMOGENE ; CE QUI ENTRAINE UNE IMPOSSIBILITE DE REPRESENTER LES PHENOMENES LOCAUX, TELS QUE LA SORTIE D'UN TORON DE FIBRES DE SA GAINE MATRICIELLE. L'ETUDE DES CRITERES D'ENDOMMAGEMENT ET DE RUPTURE UTILISES DANS LES COMPOSITES MONTRE QUE POUR LA PLUPART, ILS SONT INADAPTES A NOTRE CAS D'ETUDE ET NE PEUVENT REFLETER LE COMPORTEMENT REEL DU COMPOSITE TISSE. NOUS AVONS, DONC, PROPOSE, IMPLEMENTE ET VERIFIE UN MODELE NUMERIQUE QUI PERMET DE REPRESENTER D'UN POINT DE VUE GLOBAL LES PHENOMENES PHYSIQUES IMPORTANTS DANS L'ABSORPTION D'ENERGIE D'UN MILIEU COMPOSITE TISSE

CONTRIBUTION A LA MODELISATION NUMERIQUE EN MECANIQUE DE LA RUPTURE ET STRUCTURES MULTIMATERIAUX

CONTRIBUTION A LA MODELISATION NUMERIQUE EN MECANIQUE DE LA RUPTURE ET STRUCTURES MULTIMATERIAUX PDF Author: PIERRE-OLIVIER.. BOUCHARD
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Languages : fr
Pages : 200

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DANS LE CONTEXTE INDUSTRIEL ACTUEL, LA MODELISATION NUMERIQUE APPARAIT COMME UN OUTIL NECESSAIRE, ENTRAINANT DES GAINS DE TEMPS ET D'ARGENT IMPORTANTS. LE LOGICIEL FORGE2 MULTIMATERIAUX A ETE DEVELOPPE DANS CE CADRE, AFIN DE MODELISER DES MATERIAUX ELASTOPLASTIQUES OU ELASTO-VISCOPLASTIQUSE EN GRANDES DEFORMATIONS. NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE LES DEVELOPPEMENTS QUI ONT ETE REALISES POUR PERMETTRE DE PRENDRE EN COMPTE ET DE GERER PLUSIEURS SOUS-DOMAINES ET PLUSIEURS MATERIAUX, EN INSISTANT SUR LES DIFFICULTES LIEES A LA GESTION DES CONTOURS ET DU REMAILLAGE. NOUS PRESENTONS EGALEMENT LES OUTILS NUMERIQUES INTRODUITS POUR MODELISER LA PROPAGATION QUASI-STATIQUE DE FISSURES DANS LE MAILLAGE. POUR CELA, NOUS INTRODUISONS LES PARAMETRES CARACTERISTIQUES CLASSIQUES EN MECANIQUE DE LA RUPTURE, ET NOUS LES ETUDIONS POUR UNE FISSURE STATIQUE. LA METHODE G, PERMETTANT DE CALCULER AVEC PRECISION LE TAUX DE RESTITUTION D'ENERGIE, EST DEVELOPPEE ET COMPAREE A D'AUTRES METHODES. NOUS ABORDONS ENSUITE L'AMORCAGE ET LA PROPAGATION QUASI-STATIQUE DE FISSURES EN PRESENTANT ET EN COMPARANT TROIS CRITERES DE PROPAGATION : LE CRITERE DE LA CONTRAINTE NORMALE MAXIMALE, LE CRITERE DE LA DENSITE D'ENERGIE DE DEFORMATION MINIMALE ET LE CRITERE DU TAUX DE RESTITUTION D'ENERGIE MAXIMAL. UNE ATTENTION PARTICULIERE EST PORTEE AUX PROBLEMES DE REMAILLAGE ET DE STRUCTURE DU MAILLAGE EN POINTE DE FISSURE. LA CARACTERISTIQUE MULTIMATERIAUX DU CODE PERMET EGALEMENT D'ETUDIER LA PROPAGATION DE FISSURES DANS DES MATERIAUX COMPOSITES. LES EXEMPLES D'APPLICATION PROPOSES MONTRENT LA ROBUSTESSE DES DEVELOPPEMENTS EFFECTUES ET OFFRENT DE NOMBREUSES PERSPECTIVES INTERESSANTES. ENFIN NOUS UTILISONS LES DIFFERENTS OUTILS PRESENTES POUR ETUDIER LES MECANISMES

Contribution a l'homogeneisation en phase non lineaire

Contribution a l'homogeneisation en phase non lineaire PDF Author: Erick Pruchnicki
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Languages : fr
Pages : 340

Book Description
Devant l'accroissement important de l'emploi des matériaux composites dans l'industrie, de nombreux développements théoriques et numériques ont été effectués afin de leur associer un matériau homogène équivalent. Le présent travail constitue une contribution dans ce sens. Il comprend deux parties. La première est consacrée au comportement des composites en phase élastique linéaire. Après une étude théorique, nous avons introduit les techniques d'homogénéisation dans le programme de calcul aux éléments finis, Pecelas. Cet outil a été utilisé pour réaliser des études sur la terre armée et le groupe de pieux. La deuxième partie porte sur l'étude du comportement des composites en phase élastoplastique. La théorie de l'homogénéisation est rappelée. Ensuite, son introduction dans le programme de calcul élastoplastique Pecplas est décrite. La terre armée et les colonnes ballastées ont été modélisées par un multicouche, ce qui a permis d'étudier leur domaine d'élasticité et de rupture. Quant a l'étude de la loi d'évolution, nous avons pu l'obtenir grâce a des simulations numériques par éléments finis. Cette étude a permis d'élaborer un modèle de comportement a deux variables internes pour la loi d'évolution homogénéisée. Nous avons pu en déduire la manière dont s'effectue l'ecrouissage du domaine d'élasticité homogéneisé

Automatisation de la modélisation numérique des microstructures de matériaux hétérogènes basée sur une intégration CAO-Calcul

Automatisation de la modélisation numérique des microstructures de matériaux hétérogènes basée sur une intégration CAO-Calcul PDF Author: Adrien Couture
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Languages : fr
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Book Description
La simulation numérique des matériaux hétérogènes suscite beaucoup d'intérêt de la part de la communauté scientifique puisqu'elle est une solution attrayante et économique au problème de la caractérisation du comportement thermomécanique des matériaux hétérogènes. Le comportement d'un matériau hétérogène est difficile à prédire même lorsque les propriétés des constituants sont connues et leurs forme et position bien définies. Cette difficulté est reliée aux phénomènes physiques qui se produisent à l'échelle des constituants. Ils sont issus de l'interaction des constituants et de la façon dont ils sont assemblés. La caractérisation expérimentale de ces matériaux est généralement longue, couteuse et parfois irréalisable en laboratoire. Les modèles analytiques peuvent fournir une estimation appréciable du comportement thermomécanique du matériau si le contraste entre les constituants est faible, mais prennent moins bien en compte la taille, la géométrie et la distribution des constituants. La modélisation numérique des matériaux hétérogènes permet de simuler des échantillons du matériau à étudier. Ces échantillons sont les Volumes Élémentaires Statistiques (VES) et représentent une portion de la microstructure du matériau. Pour obtenir une représentation statistique du comportement du matériau, il faut habituellement générer et simuler beaucoup de VES. L'objectif de cette thèse est de proposer une nouvelle approche automatisée de modélisation numérique des microstructures de matériaux hétérogènes basée sur l'intégration des outils de la Conception Assistée par Ordinateur (CAO), de la génération automatique de maillages et de la simulation par la Méthode des Éléments Finis (MEF). Cette approche est proposée dans le contexte des matériaux hétérogènes à particules, mais peut s'appliquer à toutes les formes de microstructures. L'intégration de la CAO aux méthodes de génération automatique de maillages permet de générer automatiquement la discrétisation du modèle géométrique. Cette discrétisation est de bonne qualité puisqu'elle est créée à l'aide de méthodes de maillage automatique robustes et éprouvées. La génération des études par la MEF et l'analyse des résultats sont automatisées grâce aux liens qui unissent la CAO, le maillage et le solveur éléments finis. Le caractère automatique de cette approche est important compte tenu du grand nombre de réalisations nécessaires à la représentation statistique du comportement du matériau. Le potentiel de l'approche intégrée CAO-MEF est mis en évidence par une étude comparative de l'influence de la forme des constituants et du degré des éléments de maillage sur les propriétés thermomécaniques apparentes d'un composite verre / époxy. Une méthode novatrice qui permet de générer des microstructures à fractions volumiques élevées de particules élancées est introduite. Cette nouvelle méthode est utilisée pour simuler le comportement d'un composite constitué de particules de chanvre et d'une matrice cimentaire et les résultats numériques sont confrontés aux résultats expérimentaux. Numerical simulation of heterogeneous materials is of great interest to the scientific community since it is an attractive and economical solution to the problem of characterizing the thermomechanical behavior of heterogeneous materials. Heterogeneous materials behavior is difficult to predict even when the constituents properties are known and their shape and position well defined. This difficulty is related to the physical phenomena that occur at the constituents scale. They originate from the constituents interaction and the way they are assembled together. The experimental characterization of these materials is time consuming, expensive and sometimes unrealizable in laboratory. Analytical models can provide an appreciable estimate of the material thermomechanical behavior if the contrast between the constituents is low, but take less account of the constituents size, geometry and distribution. Numerical modeling of heterogeneous materials can simulate samples of the material to be studied. These samples are the Statistical Volume Elements (SVE) and represent a portion of the material microstructure. To obtain a statistical representation of the thermomechanical behavior, it is usually necessary to generate many SVE. This thesis objective is to propose a new automated approach to numerical modeling of microstructures based on the integration of Computer Aided Design (CAD) methods, automatic mesh generation methods and Finite Element Analysis (FEA) method. This approach is proposed in the context of heterogeneous particulate materials, but can be applied to all types of microstructures. The integration of CAD methods with automatic mesh generation methods allows for the automatic generation of the geometric model discretization. The resulting discretization is of good quality since it is created using robust and proven automatic mesh methods. The FEA studies and their results analysis is automated thanks to the links that unite the CAD, the mesh and the finite elements solver. The automation of the approach is primal due to the large number of SVE needed for the statistical representation of the material's behavior. The potential of the CAD-FEA integrated approach is illustrated with a comparative study of the influence of the constituents shape and the mesh degree on the apparent thermomechanical properties of a glass / epoxy composite. An innovative method for generating microstructures with high volume fractions of slender particles is introduced. This new method is used to simulate the behavior of a hemp and cement composite and the numerical results are confronted with the experimental results.

MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE POLYMERE

MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE POLYMERE PDF Author: JOEL.. BREARD
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Languages : fr
Pages : 196

Book Description
L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST DE CONTRIBUER A AMELIORER LA MAITRISE DES CONDITIONS D'IMPREGNATION D'UN RENFORT FIBREUX PAR UNE RESINE POLYMERE DANS LES PROCEDES D'ELABORATION DE MATERIAUX COMPOSITES DE TYPE R.T.M. LES PHENOMENES IMPLIQUES DANS L'ECOULEMENT DE LA RESINE DANS LE RENFORT SONT ETUDIES DE FACON EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE. CES ETUDES ONT ETE FOCALISEES SUR LE TERME DE PERMEABILITE DU MILIEU POREUX CONSTITUE PAR LE RENFORT. UN MODELE NUMERIQUE D'ECOULEMENT ISOTHERME D'UN FLUIDE AU TRAVERS D'UN MILIEU POREUX ANISOTROPE ET NON DEFORMABLE EST PROPOSE. LES VARIATIONS DE POROSITE DU FAIT DE LA COMPRESSIBILITE DU RENFORT OU DU TASSEMENT DES FIBRES AU SEUIL DU POINT D'INJECTION NE SONT PAS PRISES EN COMPTE. CEPENDANT, NOUS INTRODUISONS LE CALCUL DU DEPLACEMENT D'UN FLUIDE A TRAVERS UN MILIEU POREUX SATURE DEFORMABLE AFIN QUE CET ASPECT SOIT UTILISE QUALITATIVEMENT DANS LA DISCUSSION DE NOS RESULTATS. DES DONNEES PRECISES DOIVENT ETRE INTRODUITES DANS LES CODES DE CALCUL, PAR EXEMPLE LA PERMEABILITE DANS LE CAS DE NOTRE ETUDE. AFIN DE DETERMINER LES PERMEABILITES DIRECTIONNELLES D'UN RENFORT ANISOTROPE, DIVERS DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ONT ETE MIS EN OEUVRE. CEUX-CI NOUS ONT PERMIS DE DETERMINER LA PERMEABILITE DANS UNE DIRECTION POUR UN ECOULEMENT UNIDIRECTIONNEL, DANS LES DIRECTIONS PRINCIPALES POUR DES ECOULEMENTS PLANS OU SPATIAUX. DANS CE DERNIER CAS, UN DISPOSITIF ORIGINAL A ETE CONCU OU L'ECOULEMENT DE FLUIDE DANS LE MILIEU OPAQUE DU RENFORT EST SUIVI PAR RADIOSCOPIE X. UNE ANALYSE DES DIFFERENTS RESULTATS EXPERIMENTAUX PERMET DE QUANTIFIER, D'EXPLIQUER ET DE JUSTIFIER L'INFLUENCE DES MULTIPLES PARAMETRES LIES AU TYPE D'ECOULEMENT, AUX CONDITIONS D'INJECTION, A LA GEOMETRIE DU MOULE ET A LA STRUCTURE DU RENFORT. L'ETUDE COMPARATIVE ET PARAMETRIQUE DES METHODES DE MESURE DE PERMEABILITE CONTRIBUE A L'OBJECTIF DE MISE EN PLACE D'UN DISPOSITIF DE MESURE SIMPLE ET NORMALISE COUPLEE A UNE METHODE D'ANALYSE BIEN ADAPTEE.

Modélisation du comportement des matériaux composites à renforts tissés et à matrice organique

Modélisation du comportement des matériaux composites à renforts tissés et à matrice organique PDF Author: Cherif-Saâdane Chouchaoui
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Languages : fr
Pages : 138

Book Description
L'objectif de cette thèse est de modéliser et d'identifier le comportement intérieur des matériaux composites tisses taffetas, serge, satin et hybride, en fonction du comportement de ses constituants de base. La difficulté majeure réside dans la complexité géométrique du composite tissu. L'originalité de ce travail est d'avoir introduit la notion délicate de l'interphase qui fait tant défaut a de nombreuses approches. Cette entité désormais non nulle est structuree en un matériau multicouche compose d'anneaux isotropes. En se basant sur le modèle développe par theocaris, une variation continue est supposée pour les modules dans une zone annulaire autour de la fibre. Un élément fini solide a été développe pour la formulation de l'interphase. Cet élément introduit dans un code d'éléments finis ayant un bloc d'homogénéisation a donne d'excellents résultats quant au comportement élastique d'une mèche verre/époxyde. Au delà du comportement de la mèche, ce travail est étendue a la modélisation analytique (2d) et numérique (3d) du comportement élastique des matériaux composites tisses en intégrant la particularité de la microstructure. Le modèle analytique utilisant la théorie de la stratification et les paramètres de la microstructure ondulée des tissus a cerne, de façon efficace, le rôle joue par le décalage des motifs entre les tissus lors de l'empilement. Cette influence, ayant une incidence directe sur les performances locales du composite tisse, interpelle les utilisateurs et les techniciens de la mise en oeuvre. La modélisation numérique utilise le développement asymptotique pour les milieux périodiques. Au delà des composites a renforts de types taffetas, le serge de 2 et le satin de 5 ont exige une définition d'un v.e.r. Avec un problème de périodicité hors axes. Cette modélisation tridimensionnelle est utilisée pour avoir une réflexion sur l'influence des paramètres tels que les caractéristiques mécaniques de chaque constituant, la largeur d'une mèche, l'écartement entre mèches, l'épaisseur de résine entre couches et le taux de fibres volumique dans les mèches sur les constantes élastiques. La partie liée à l'analyse des contraintes locales a permis d'appliquer des critères de rupture de type von-mises pour la résine et tsai 3d pour les mèches

Modélisation numérique du comportement mécanique de matériaux composites à matrice élastomèrique

Modélisation numérique du comportement mécanique de matériaux composites à matrice élastomèrique PDF Author: David Delorme
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 160

Book Description
CE TRAVAIL EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DES COMPOSITES A MATRICE ELASTOMERE. L'APPLICATION INDUSTRIELLE PROPOSEE PAR EUROCOPTER-FRANCE PORTE SUR LE BRAS ELASTOMERIQUE, STRUCTURE ELANCEE CONSTITUEE D'UNE CENTAINE DE BAGUETTES EN COMPOSITE UNIDIRECTIONNEL NOYEES DANS DE L'ELASTOMERE. LES HETEROGENEITES ET LA GEOMETRIE DE LA PIECE POSENT DES PROBLEMES AUX METHODES HABITUELLES DE LA MODELISATION, QUE CE SOIT PAR UNE METHODE ELEMENTS-FINIS DIRECTE OU LA DISCRETISATION CONDUIT A UN TRES GRAND NOMBRE DE DEGRES DE LIBERTE, OU PAR UNE METHODE D'HOMOGENEISATION DONT LE DOMAINE DE VALIDITE EST LIMITE. A TRAVERS UN EXEMPLE REPRESENTATIF OU L'ON FAIT VARIER DIFFERENTS PARAMETRES (NOMBRE DE CELLULES DE BASE, ELANCEMENT DE LA STRUCTURE, RIGIDITE DE L'ELASTOMERE), LES LIMITES DE L'HOMOGENEISATION PERIODIQUE CLASSIQUE APPARAISSENT CLAIREMENT. L'ORIGINALITE DE CE TRAVAIL EST LA PRISE COMPTE D'UN ORDRE SUPERIEUR DES DEVELOPPEMENTS ASYMPTOTIQUES, AINSI QUE DES TERMES DE COUCHES LIMITES AUX EXTREMITES DE LA STRUCTURE. L'APPLICATION DE CES TERMES CORRECTEURS, DETERMINES A PARTIR DE LA RESOLUTION DE NOUVEAUX PROBLEMES MICROSCOPIQUES ET MACROSCOPIQUES, ETEND GRANDEMENT LE DOMAINE DE VALIDITE DE LA METHODE. L'OBTENTION DE RESULTATS DE REFERENCE NECESSITE LA RESOLUTION DU PROBLEME REEL PAR UNE METHODE DIRECTE. UNE ADAPTATION ORIGINALE DE LA TECHNIQUE DE SOUS-STRUCTURATION MULTI-NIVEAUX EST MISE EN OEUVRE POUR EXPLOITER LE PLUS POSSIBLE LES PARTICULARITES DE LA STRUCTURE: SON INVARIANCE SUIVANT UNE DIRECTION ET LE CHARGEMENT UNIQUEMENT A SES EXTREMITES. LA RIGIDIFICATION DE LA STRUCTURE DUE AUX EFFORTS CENTRIFUGES IMPORTANTS EST TRAITEE PAR LA PRISE EN COMPTE DE LA MATRICE DE PRECONTRAINTE A CHAQUE NIVEAU DE SOUS-STRUCTURATION ET L'AMORTISSEMENT STRUCTURAL EST DETERMINE PAR UNE APPROCHE ENERGETIQUE A PARTIR DE L'ENERGIE ELASTIQUE EMMAGASINEE PAR L'ELASTOMERE. CETTE APPROCHE EST VALIDEE PAR UNE ETUDE COMPARATIVE ENTRE LES RESULTATS NUMERIQUES ET DES ESSAIS EXPERIMENTAUX.