Etude de la fissuration par delaminage sous sollicitations statiques et cycliques de materiaux composites carbone-epoxy PDF Download

Author: M. Vançon
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Languages : fr
Pages : 77

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Category : Government reports announcements & index
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Pages : 878

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Category : Science
Languages : en
Pages : 1206

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Category : Government reports announcements & index
Languages : en
Pages : 886

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Author: Yves Prel
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Languages : fr
Pages : 54

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Cette étude à pour objet de décrire, à température ambiante et à 80°C, deux aspects importants (l’amorçage et la propagation) de la rupture en cisaillement interlaminaire mode II d’un matériau composite verre-époxy unidirectionnel, sous sollicitation de flexion encastrée statique et cyclique, en présence de deux types de défauts : défauts diffus (porosités) et défauts plans macroscopiques situés dans la mi-épaisseur. L’étude sur éprouvettes poreuses sur l’évolution de la contrainte de rupture et de la limite d’endurance à l’amorçage, en fonction de VV, a montré la difficulté d’établir très précisément des relations entre les paramètres étudiés et le taux de vide VV . En fatigue, l’amorçage s’effectue dans l’encastrement et se propage vers le point de sollicitation. D’où la nécessité de caractériser la rupture en mode II avec une éprouvette de flexion encastrée qui comporte un défaut émergeant de l’encastrement. L’étude sur éprouvettes comportant des défauts plans macroscopies a donc consisté à développer un essai de mode II (éprouvette CBEN). Elle a également été conduite sur d’autres types d’éprouvettes (ENF et ENCB) qui comportent une fissure débouchante sous le point de chargement, permettant ainsi une comparaison. L’analyse comparative, théorique (calculs par éléments finis et par modèles analytiques) et expérimentale (loi expérimentale de la compliance et étude des champs de déformation en tête de fissure avec des jauges de déformation) des trois éprouvettes a montré que les résultats obtenus tant par les essais statiques (détermination de GIIc) par les essais d’endurance à l’amorçage (courbes d’endurance GII max –Log N) que par les essais de fissuration (loi de propagation) traduisent véritablement le comportement du matériau en délaminage mode II.

Author: Hiba Ben Kahla
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Languages : fr
Pages : 0

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L'industrie aéronautique concentre ses efforts sur l'amélioration de la performance de ses avions, tout en réduisant leur poids et limitant l'impact environnemental. Une partie de cet objectif est assurée par l'utilisation des matériaux composites stratifiés à fibres longues. Les fissures matricielles, dans les plis où les fibres ont des orientations éloignées de la direction principale du chargement, sont le premier mode d'endommagement observable dans un stratifié. Tandis que ces fissures se propagent dans des tunnels et augmentent en nombre, deux proches fissures matricielles de deux plis voisins peuvent se croiser formant une enveloppe avec le bord libre. Des délaminations locales peuvent y être générées. L'évolution et l'interaction de ces deux modes d'endommagement ainsi que l'accumulation de l'endommagement sous des sollicitations spécifiques sont des informations cruciales pour bien comprendre les mécanismes et prévoir avec exactitude la dégradation des propriétés mécaniques du matériau endommagé. Ce mémoire aborde l'initiation et l'évolution des fissures matricielles et des délaminations inter-couches des matériaux stratifiés. Dans la première partie, des essais mécaniques en statique et en fatigue cyclique sont menés sur des stratifiés NCF ( Non Crimp Fabric) quasi-isotropes Epoxy/ fibres de carbone. L'objectif est de développer une méthodologie efficiente pour déterminer l'évolution de l'endommagement sous chargement cyclique tout en économisant le temps et le coût des tests et de la caractérisation. Un modèle simple basé sur la distribution de Weibull permet de prévoir la densité des fissures matricielles. Une partie des paramètres du modèle est déterminée par de simples tests quasi statiques et l'autre partie est déterminée grâce a un nombre limité des essais cycliques. Dans les régions où des fissures matricielles croisent le bord de l ́échantillon, des délaminations locales se sont créées à cause d'un état de contraintes élevées. L'effet des paramètres du chargement appliqué sur la longueur moyenne de délaminations inter-couches est caractérisé et lié ensuite à la perte de rigidité résultante. Dans la deuxième partie, la présence du délaminage local et son effet sur la rigidité du composite stratifié sont examinés à l'aide d'une analyse numérique par éléments finis. La simulation était réalisée en traction unidirectionnelle pour composites stratifiés avec des longueurs de délaminage différentes, afin d'étudier l'influence de la progression des délaminations sur l'ouverture moyenne des lèvres des fissures matricielles et la réduction de la rigidité axiale. Les derniers résultats sont utilisés pour simuler le comportement du composite dans le cas de flexion 4-points. La rigidité de flexion est considérablement réduite par les fissures matricielles accompagnées de délaminations. Une approche, basée sur le concept de la rigidité effective du pli endommagé est utilisée. La matrice de rigidité effective obtenue est alors une fonction de la densité des fissures matricielles dans les plis et de la longueur de délamination développée entre les plis du stratifié. La rigidité effective est utilisée pour déterminer la rigidité de flexion pour le stratifié endommagé. La courbature ainsi calculée est en bon accord avec celle obtenue par une modélisation 3D FEM dans le cas de la flexion 4-points ou il y a les deux modes d'endommagement.

Author: YANN.. MEZIERE
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Languages : fr
Pages : 275

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CE TRAVAIL MET EN PLACE LES OUTILS EXPERIMENTAUX NECESSAIRES A L'ETUDE DE LA PROPAGATION DU DELAMINAGE DANS LES MATERIAUX COMPOSITES STRATIFIES. L'ETUDE EST REALISEE SUR UN MATERIAU THERMODURCISSABLE RENFORCE PAR DES FIBRES DE CARBONE T300/914 SOUS SOLLICITATIONS DE MODES PURS, I ET II, ET DE COMBINAISONS MIXTES (I/II). LES EFFETS LES PLUS PENALISANTS SUR LES VALEURS DES TAUX DE RESTITUTION D'ENERGIE SONT PRIS EN COMPTE : INTERFACE DE PROPAGATION, ETAT (NEUF OU VIEILLI EN ATMOSPHERE HUMIDE) ET TEMPERATURES CORRESPONDANT AU NIVEAU AUXQUELS LES MATERIAUX AERONAUTIQUES PEUVENT ETRE SOUMIS (55\C, AMBIANTE, + 70\C). LES TESTS DCB ET ENF, RESPECTIVEMENT DE MODE I ET II, ET LE TEST MIXTE MMB PERMETTENT CETTE ETUDE. LA MISE AU POINT ET L'ADAPTATION DE SYSTEMES D'ESSAIS, LES METHODOLOGIES DEVELOPPEES SONT PRESENTEES, DE MEME QUE LES METHODES D'ANALYSES ET DE DEPOUILLEMENT. L'ETUDE A FAIT APPARAITRE UNE INTERFACE DE PROPAGATION CRITIQUE POUR LE MATERIAU QUI EST UTILISE DANS TOUTE L'ETUDE. L'ETAT DU MATERIAU ET LA TEMPERATURE ONT EGALEMENT UNE INFLUENCE SUR LE COMPORTEMENT DU DELAMINAGE. LES LIEUX DE PROPAGATION DU DELAMINAGE SONT DIFFERENTS SUIVANT L'ETAT DU MATERIAU. DEUX CRITERES DE NON-PROPAGATION SONT DETERMINES POUR LES CAS DES CHARGEMENTS QUASI-STATIQUE ET CYCLIQUE. ILS PRENNENT EN COMPTE LES PARAMETRES CRITIQUES DETERMINES PRECEDEMMENT. TROIS PARTITIONS MODALES SONT CONSIDEREES (75%, 50%, 25% DE MODE I) POUR LES CHARGEMENTS QUASI-STATIQUES, MAIS SEULEMENT UNE (50% DE MODE I) POUR LES ESSAIS DE SOLLICITATIONS CYCLIQUES. CES DERNIERS ESSAIS ONT MONTRE L'EXISTENCE D'UN SEUIL DE NON-PROPAGATION EN MODE II ET MIXTE (I+II), MAIS CE SEUIL N'A PAS ETE MIS EN EVIDENCE POUR LE MODE I. IL EST CEPENDANT POSSIBLE D'ETABLIR UN CRITERE DE NON-PROPAGATION SOUS CHARGEMENT QUASI-STATIQUE ET CYCLIQUE PRENANT EN COMPTE LES EFFETS DE L'ENVIRONNEMENT LES PLUS PENALISANT.

Author: Jean-Christophe Abry
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Languages : fr
Pages : 168

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LES PROBLEMES DE CONTROLE NON DESTRUCTIF DE STRUCTURES TRAVAILLANTES EN MATERIAUX COMPOSITES SONT UNE REALITE LARGEMENT RECONNUE. A CET EGARD, LE DEVELOPPEMENT DE TECHNIQUES DE SUIVI IN SITU DE L'ENDOMMAGEMENT DANS DES STRUCTURES EN SERVICE PRESENTE UN INTERET INDENIABLE, ET CE TANT POUR DES RAISONS DE COUT QUE DE FIABILITE. DANS LE CAS DE COMPOSITES A MATRICES ORGANIQUES ET FIBRES DE CARBONE (CFRP), L'UTILISATION DES PROPRIETES CONDUCTRICES DE LA FIBRE PEUT SE REVELER COMME UNE TECHNIQUE EFFICACE EN TERMES DE DETECTION DE L'ENDOMMAGEMENT. EN MODIFIANT LES CHEMINS DE CONDUCTION DANS LE MATERIAU, RUPTURES DES FIBRES, FISSURATIONS MATRICIELLES ET DELAMINAGES SONT EFFECTIVEMENT SUSCEPTIBLES D'ENGENDRER DES VARIATIONS DE PROPRIETES ELECTRIQUES CONSTITUANT ALORS UN INDICATEUR D'ENDOMMAGEMENT. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST D'EVALUER LES POTENTIALITES DE CE TYPE DE TECHNIQUE POUR LE SUIVI DE L'ENDOMMAGEMENT LORS DE SOLLICITATIONS DE FLEXION MONOTONE ET DE FATIGUE. APRES UNE ETUDE APPROFONDIE DES MECANISMES DE CONDUCTION DANS LES STRATIFIES CARBONE/EPOXY, LES RESULTATS OBTENUS ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE UNE TRES BONNE CORRELATION ENTRE LES PERTES DE RAIDEUR DU MATERIAU ET LES MODIFICATIONS DES PROPRIETES ELECTRIQUES DU COMPOSITE. DES MESURES EN COURANT CONTINU ONT MONTRE QU'IL EXISTAIT UNE RELATION DE LINEARITE ENTRE LES PERTES DE RAIDEUR DU CFRP ET LES VARIATIONS DE RESISTANCE ELECTRIQUE, LORSQUE L'ENDOMMAGEMENT SE MANIFESTE SOUS LA FORME DE RUPTURES DE FIBRES. CES ESSAIS ONT DE PLUS MONTRE LA TRES BONNE SENSIBILITE DE CETTE TECHNIQUE DANS LE CAS DE LA DETECTION D'ENDOMMAGEMENTS MICROSCOPIQUES. DES MESURES REALISEES EN COURANT ALTERNATIF ONT QUANT A ELLE PERMIS LA DETECTION DE DEGRADATIONS APPARAISSANT SOUS LA FORME DE FISSURATIONS MATRICIELLES ET DE DELAMINAGES.

Author: René Gy
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Languages : fr
Pages : 151

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Author: ISABELLE.. DELISEE
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 139

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LES DEUX PREMIERES ETAPES DE LA RUINE D'UNE EPROUVETTE STRATIFIEE SOLLICITEE EN TRACTION, LA FRACTURATION TRANSVERSE DES PLIS ET LE DELAMINAGE SONT ANALYSEES EN TERMES DE SINGULARITES ET DE MECANIQUE DE LA RUPTURE FRAGILE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EXPOSE LA METHODE D'HOMOGENEISATION DES MILIEUX PERIODIQUES, PUIS RAPPELLE LES RESULTATS DE LA THEORIE DES SINGULARITES OBTENUS PAR D. LEGUILLON ET E. SANCHEZ-PALENCIA (1987). LA SECONDE PARTIE CONCERNE L'ETUDE D'UN MECANISME DE DELAMINAGE INTERNE DANS LES COMPOSITES STRATIFIES CROISES SOUMIS A LA TRACTION PRESENTANT UN PHENOMENE DE FISSURATION TRANSVERSE. LES CRAQUELURES SONT SUPPOSEES INITIATRICES DE FISSURES LE LONG DE L'INTERFACE ENTRE COUCHES, PROVOQUANT UNE SOLUTION SINGULIERE EN POINTE DE FISSURE INTERFACIQUE. CE MECANISME EST ETUDIE DANS LE CADRE DE L'HOMOGENEISATION DES MILIEUX PERIODIQUES. LES FISSURES DEVIEES SE REFERMENT APRES S'ETRE PROPAGEES SUR UNE DISTANCE DE L'ORDRE DU TIERS DE L'EPAISSEUR DU PLI. LA TROISIEME PARTIE ETUDIE UN MECANISME D'AMORCAGE DU DELAMINAGE PAR EFFET DE BORD DANS LES STRATIFIES CROISES. DEUX MODELES DISTINCTS SONT PROPOSES: LE MODELE DE R.B. PIPES ET N.J. PAGANO (1970) ET UN MODELE ASYMPTOTIQUE DE PLAQUE STRATIFIEE EN TRACTION AVEC CORRECTEUR DE COUCHE LIMITE. DANS CES DEUX APPROCHES, LA SENSIBILITE DES MECANISMES D'AMORCAGE A L'EPAISSEUR DES COUCHES EST MOINS IMPORTANTE QUE CELLE OBSERVEE DANS LES EXPERIENCES. UNE TECHNIQUE ASYMPTOTIQUE FINE, AVEC PRESENCE DE DEFAUTS DE SURFACE, PERMET DE RETROUVER LES RESULTATS EXPERIMENTAUX