Endommagement A Lechelle Mesoscopique Et Son Influence Sur La Tenue Mecanique Des Materiaux Composites Tisses

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Endommagement à l'échelle mésoscopique et son influence sur la tenue mécanique des matériaux composites tissés

Author : Aurélien Doitrand
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Book Synopsis Endommagement à l'échelle mésoscopique et son influence sur la tenue mécanique des matériaux composites tissés by : Aurélien Doitrand

Download or read book Endommagement à l'échelle mésoscopique et son influence sur la tenue mécanique des matériaux composites tissés written by Aurélien Doitrand and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation multi-échelle des matériaux composites à renfort tissé dans le but de prévoir leur comportement mécanique et leur tenue. Les objectifs de cette étude sont de caractériser et de modéliser de manière discrète les mécanismes d'endommagement à l'échelle mésoscopique (échelle du renfort de fibres) afin d'évaluer leur influence sur le comportement mécanique macroscopique des matériaux composites tissés. La démarche adoptée consiste tout d'abord à caractériser expérimentalement les mécanismes d'endommagement d'un matériau composite tissé à renfort de fibres de verre et matrice époxy. Les mécanismes observés sont des fissures intra-toron et des décohésions inter-torons en pointe de fissure. Afin de modéliser ces mécanismes d'endommagement, une géométrie représentative du composite, obtenue par simulation du procédé de compaction du renfort, et un maillage conforme de cette géométrie sont choisis. Les fissures et les décohésions sont modélisées de manière discrète dans le maillage à éléments finis de la cellule élémentaire représentative du composite. L'amorçage des endommagements dans le composite est déterminé en utilisant un critère couplant une condition en contrainte et une condition en énergie. La propagation de ces endommagements dans le matériau est évaluée à l'aide d'une approche basée sur la mécanique de la rupture incrémentale. L'approche proposée permet de prévoir l'amorçage et la propagation des endommagements en prenant en compte les possibles couplages entre les endommagements, et de faire le lien entre les endommagements observés à l'échelle mésoscopique et le comportement mécanique macroscopique du matériau.

Étude de la résistance à l'impact et de l'endommagement des composites stratifiés à matrice Elium acrylique

Author : Gbèssiho Raphaël Kinvi-Dossou
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Book Synopsis Étude de la résistance à l'impact et de l'endommagement des composites stratifiés à matrice Elium acrylique by : Gbèssiho Raphaël Kinvi-Dossou

Download or read book Étude de la résistance à l'impact et de l'endommagement des composites stratifiés à matrice Elium acrylique written by Gbèssiho Raphaël Kinvi-Dossou and published by . This book was released on 2018 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Face aux défis environnementaux actuels, les industriels ont mis en œuvre de nouveaux matériaux recyclables et permettant une réduction significative de la masse. Le développement de la résine thermoplastique Elium par ARKEMA s'inscrit dans cette problématique. L'utilisation de cette résine pour la fabrication de pièces composites qui peuvent être sujettes à des dommages d'impact, nécessite au préalable des études, dans le but de comprendre leurs mécanismes de ruine sous ce type de sollicitation. Ainsi, la présente thèse propose une contribution à l'analyse multi-échelle de la tenue à l'impact des composites stratifiés à base de la résine Elium. Une étude expérimentale préliminaire a permis de confirmer la meilleure résistance à l'impact des composites à matrice Elium acrylique, comparativement à celles des composites thermodurcissables conventionnels. Ensuite, les performances à l'impact des composites stratifiés ont été améliorées par l'introduction de copolymères à blocs dans la matrice. Ces derniers sont capables de former des micelles de tailles nanométriques et ainsi d'améliorer la ténacité de la matrice acrylique. Les effets de l'énergie d'impact, de la température et de la composition en nanocharges sur la réponse du matériau composite ont été analysés. Afin de proposer un outil d'aide à la prédiction de la réponse à l'impact des matériaux fibres de verre/Acrylique, deux stratégies de modélisation ont été retenues. La première modélisation (macroscopique) considère le pli tissé du stratifié comme un matériau homogène tandis que la seconde (mésoscopique) utilise une description géométrique de l'ondulation et de l'entrecroisement des torons noyés dans la résine Elium. Ces deux modèles considèrent des zones cohésives à l'interface entre les plis adjacents pour simuler le délaminage interlaminaire. Des essais de délaminage (expérimentaux et numériques) ont permis d'alimenter le modèle d'endommagement de l'interface interplis. D'autre part, des essais de caractérisation du comportement mécanique et de l'endommagement du matériau couplés à l'homogénéisation multi-échelle des matériaux par la Mécanique du Génome de Structure ont permis d'identifier les paramètres du modèle macroscopique. A l'échelle mésoscopique, le modèle géométrique a été réalisé grâce au logiciel Texgen. Ce logiciel permet d'obtenir une description approchée mais réaliste de l'ondulation des torons de fibres. La même description a servi à l'homogénéisation numérique multi-échelle des stratifiés étudiés. La simulation numérique de l'impact basse vitesse a été effectuée au moyen du logiciel d'éléments finis ABAQUS/Explicit. Les modèles de comportement du matériau ont été implémentés via la routine utilisateur VUMAT. Les résultats obtenus offrent une bonne corrélation avec les données expérimentales.

Étude de l'influence des caractéristiques des tissus sur la résistance à l'impact des matériaux composites

Author : Cindy Lavallée
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Book Synopsis Étude de l'influence des caractéristiques des tissus sur la résistance à l'impact des matériaux composites by : Cindy Lavallée

Download or read book Étude de l'influence des caractéristiques des tissus sur la résistance à l'impact des matériaux composites written by Cindy Lavallée and published by . This book was released on 2010 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Etude de l'endommagement et de la tenue en fatigue d'un matériau composite à matrice acrylique et fibres de verre

Author : Eileen Boissin
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Book Synopsis Etude de l'endommagement et de la tenue en fatigue d'un matériau composite à matrice acrylique et fibres de verre by : Eileen Boissin

Download or read book Etude de l'endommagement et de la tenue en fatigue d'un matériau composite à matrice acrylique et fibres de verre written by Eileen Boissin and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Du fait de leurs nombreux avantages, à savoir notamment leur faible coût, leurs meilleures possibilités de recyclage et de réparation, leur légèreté et leur bonne tenue en fatigue, les résines polymères thermoplastiques sont de plus en plus employées dans l'industrie des matériaux composites. Cependant, du fait de leur nature chimique, leur réponse mécanique dépend de la température, et ce, même dans un intervalle éloigné de leur température de transition vitreuse. Cette dépendance se répercute, dans une proportion moindre mais qui reste significative, sur la réponse mécanique des composites à matrice thermoplastique. Du fait des distributions locales des contraintes dans ces derniers et des micro- et méso- structures qui les composent, cette dépendance peut aussi se répercuter sur le scénario d'endommagement de ces derniers. Or, des structures telles que des pales d'éolienne sont amenées à fonctionner dans une plage de température allant de -20°C à 60°C. Il devient donc nécessaire d'étudier l'impact de la température sur le comportement mécanique et sur le scénario d'endommagement des composites à matrice thermoplastique, pour permettre notamment de mieux prévoir l'évolution de l'endommagement en fatigue des pales d'éolienne, dans leur intervalle de température de service. En effet, les pales d'éolienne sont généralement dimensionnées via une approche normative, qui requiert soit des campagnes expérimentales conséquentes pour obtenir le comportement en fatigue de tous les stratifiés constituant une structure telle qu'une pale d'éolienne soit la formulation d'hypothèses fortement conservatives, qui nuisent à l'optimisation de la conception des pales. Pour pallier à cela, un modèle d'endommagement permettant de décrire l'évolution de la résistance, de la rigidité et de la déformation résiduelle d'un pli unidirectionnel soumis à des chargements quasi-statiques ou de fatigue a été récemment développé. Les travaux présentés ici visent dans un premier temps à valider l'utilisation de ce modèle dans le cas d'un composite à matrice acrylique renforcé de fibres de verre, utilisé pour la fabrication de certaines pales d'éolienne. L'identification et la validation s'appuient à la fois sur des essais mécaniques en quasi-statique, en fatigue (traction/traction, traction/compression) sur plusieurs strates et sur des analyses physiques (micrographies sous charge, micro-tomographie à rayons X). Il s'agit ensuite d'analyser comment l'effet de la température sur le comportement mécanique et le scénario d'endommagement de ce composite se répercute sur les paramètres du modèle.

Mechanical performance of adhesively bonded repairs in honeycomb composite sandwich structures

Author : Emna Ghazali
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Book Synopsis Mechanical performance of adhesively bonded repairs in honeycomb composite sandwich structures by : Emna Ghazali

Download or read book Mechanical performance of adhesively bonded repairs in honeycomb composite sandwich structures written by Emna Ghazali and published by . This book was released on 2017 with total page 234 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: En service, les pièces aéronautiques en matériaux composites et structures sandwiches subissent des dommages qui nécessitent des réparations. Les réparations par patch interne en biseau, en escalier ou par combinaison des deux offrent une excellente restauration de la résistance mécanique pour ces structures composites. Cependant, l'environnement de réparation peut se révéler être un défi de taille quant à leur mise en œuvre, au choix des paramètres géométriques (angle de biseau, nombre de plis extra), à leur comportement mécanique sous différents chargements ainsi qu'à leur processus d'endommagement. Cette thèse présente une étude expérimentale et numérique (éléments finis) du comportement mécanique de réparations par patch interne effectuées sur des structures avec des peaux en composites à renforts tissés fabriquées hors autoclave et âme en Nomex en nid d'abeille. Afin de déterminer l'effet de différents paramètres géométriques sur la résistance de la réparation et de comprendre son comportement mécaniqueet son processus d'endommagement, une série de tests de caractérisation sous différents chargements (traction, compression, flexion) a été effectuée sur des structures sandwiches faite avec deux matériaux composites tissés pour la peau : soit du composite tissé taffetas (PW) ou satin de 8 (8HS) Des simulations numériques ont été effectuées afin de prédire le comportement mécanique de la réparation. Cette étude numérique a été effectuée en plusieurs étapes. Un premier modèle 2D qui suppose que la colle ait un comportement linéaire élastique a été développé et permet d'étudier la distribution des contraintes dans le joint de colle pour différentes configurations de réparation rectangulaire. Ensuite, le modèle 2D est modifié pour tenir compte du comportement élastoplastique de la colle et ceci permet de prédire le comportement mécanique d'une réparation rectangulaire jusqu'à la rupture. Par la suite, un modèle 3D est développé pour prédire le comportement de réparations circulaires sous des chargements de compression. Ce modèle tient compte de l'endommagement progressif des peaux en composite. Les résultats de ces simulations numériques sont comparés par la suite aux mesures expérimentales. Les modèles par éléments finis, avec une loi de comportement élastoplastique pour le joint de colle, permettent une estimation adéquate de la résistance ainsi que de l'endommagement des structures sandwiches réparées. Une étude paramétrique a eu lieu afin d'étudier l'effet de différents paramètres géométriques sur la résistance de la réparation. La mise en œuvre et la détermination de la performance mécanique des réparations par patch interne des structures sandwiches est une tâche complexe avec de multiples paramètres de matériaux et de procédés. D'une manière générale, cette thèse contribue à une meilleure compréhension du comportement mécanique des structures sandwiches réparées et de leur processus d'endommagement. Les modèles par éléments finis développés dans ces travaux ont été validés expérimentalement et des simulations paramétriques ont contribué à une meilleure compréhension de l'influence des différents paramètres géométriques sur la résistance de la réparation par patch interne.

Absorption d'énergie, résistance au crash et endommagement des composites tissés CFRP

Author : Redouane Lombarkia
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Book Synopsis Absorption d'énergie, résistance au crash et endommagement des composites tissés CFRP by : Redouane Lombarkia

Download or read book Absorption d'énergie, résistance au crash et endommagement des composites tissés CFRP written by Redouane Lombarkia and published by . This book was released on 2023 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'un des défis majeurs de la simulation numérique de la résistance au crash des structures composites aéronautiques est de pouvoir prédire les endommagements, leur initiation, leur évolution au cours de l'écrasement, et l'énergie absorbée, à partir d'un nombre limité de propriétés matériaux. Le but de la thèse est d'améliorer la compréhension des mécanismes élémentaires impliqués dans l'écrasement des composites à renforts tissés taffetas (plain weave PW) fabriqués en ou hors autoclave à base d'Époxyde et de fibres de carbone et de développer un modèle numérique performant. Ce rapport présente une investigation numérique et expérimentale effectuée au sein du département de Génie Mécanique à l'Université Laval dans le cadre du projet CRIAQ Comp-410 "Impact Modeling of Composite Aircraft Structures" en collaboration avec l'Université de Waterloo, Bombardier Aerospace, Bell Helicopter, le conseil national de recherche du Canada et DRDC-Valcartier. L'objectif principal est de développer des méthodes de simulations numériques prédictives pour différentes vitesses de crash des composites tissés. La démarche consiste en deux grandes étapes, une étude du crash en quasi statique et une autre étude dynamique pour voir l'effet du taux d'endommagement. Des simulations numériques avec des modèles de comportements existants dans les codes commerciaux éléments finis ont été effectuées afin de déceler les avantages et les inconvénients de chaque modèle, ensuite, un nouveau modèle 3D est développé pour tenir compte principalement, du délaminage, de la fragmentation, des bandes de pliage, de l'inélasticité et de l'endommagement. En parallèle, un plan expérimental est mis en œuvre pour la validation des différents modèles numériques et pour faire une étude paramétrique des différents paramètres influents, tels que, la forme des sections des éprouvettes, les initiateurs de crash, l'effet de l'échelle des éprouvettes et les séquences d'empilement. La mise en œuvre d'un modèle mathématique performant pour prédire le comportement mécanique des structures composites soumises au crash est une lourde tâche avec de multiples paramètres de matériaux et mécanismes de déformation à prendre en considération. Cette thèse peut être considérée comme une nouvelle contribution à l'avancement de la compréhension du processus d'endommagement lors du crash des matériaux composites. Le nouveau code numérique éléments finis développé a été validés expérimentalement et une étude de sensibilité des paramètres a été effectuée pour mesurer l'effet et le degré d'influence de chaque paramètre sur la précision de la solution finale.

Influence de l'endommagement sur la perméabilité des matériaux composites

Author : Jean-Charles Malenfant
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Book Synopsis Influence de l'endommagement sur la perméabilité des matériaux composites by : Jean-Charles Malenfant

Download or read book Influence de l'endommagement sur la perméabilité des matériaux composites written by Jean-Charles Malenfant and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse s'est déroulé dans le cadre du projet de nanolanceur à propulsion hybride PERSEUS du CNES. La performance de ce concept est influencée par l'allègement de la structure du lanceur. La voie de développement qui a été choisie est de supprimer le liner du réservoir composite cryogénique. Elle repose sur trois exigences fonctionnelles : la compatibilité du matériau composite avec l'oxygène liquide (LOX), l'étanchéité du réservoir, et la résistance aux sollicitations thermomécaniques.L'étude de la compatibilité LOX des matériaux composites met en évidence l'importance du transfert de chaleur au sein du composite et plus précisément de la conductivité thermique des fibres. Ce résultat théorique est conforté par l'expérimentation.Le verrou scientifique principal du travail de thèse concerne l'influence de l'endommagement du composite sur la perméabilité de ce dernier. La conception de dispositifs expérimentaux a permis de déterminer l'évolution des endommagements (fissuration transverse, micro-délaminage, ouverture de fissure) et celle de la perméabilité. Un modèle complet de prévision de la perméabilité d'une paroi composite sollicitée thermo-mécaniquement est proposé. Il s'articule autour d'un modèle d'endommagement à l'échelle du pli, d'un modèle de prédiction de l'ouverture des fissures, et d'un modèle d'écoulement en milieu poreux. La pertinence du modèle développé est testée à travers la réalisation d'un démonstrateur technologique sans liner et d'une campagne d'essais d'endommagement et de mesure de perméabilité.

Étude du comportement mécanique et de l'endommagement de divers matériaux composites smc soumis à des chargements de type dynamique, fatigue et dynamique post-fatigue

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Author : Mohammadali Shirinbayan
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Book Synopsis Étude du comportement mécanique et de l'endommagement de divers matériaux composites smc soumis à des chargements de type dynamique, fatigue et dynamique post-fatigue by : Mohammadali Shirinbayan

Download or read book Étude du comportement mécanique et de l'endommagement de divers matériaux composites smc soumis à des chargements de type dynamique, fatigue et dynamique post-fatigue written by Mohammadali Shirinbayan and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le dimensionnement au crash des structures automobiles en matériaux composites à renforts discontinus tels que les SMC est généralement réalisé sur la base de données expérimentales recueillies sur des matériaux vierges n'ayant subi aucun chargement depuis leur mise en œuvre. Or, les accidents proviennent après quelques années de mise en service durant lesquelles la structure composite est soumise généralement à des sollicitations de type fatigue à plus ou moins grande amplitude. La prise en compte d'un pré-endommagement éventuel en fatigue devient alors essentielle si l'on veut rester réaliste. Par ailleurs, de nouvelles formulations de matériaux composites SMC ont été récemment développées. Leur comportement en fatigue et sous sollicitation rapide étaient jusqu'à lors inexplorés. Cette étude à caractère fortement expérimentale a donc pour but d'apporter la connaissance nécessaire au dimensionnement de structures en matériaux SMC de diverses formulations, notamment le A-SMC et le LD-SMC. Le premier correspond à une matrice vinylester fortement renforcée de mèches de fibres de verre (50%). Le second correspond à une formulation proche de celle d'un SMC standard dans laquelle on a rajouté un fort taux de billes de verre creuse afin de réduire la densité. Une analyse multi-échelle permet de mettre en évidence l'influence de la microstructure sur les phénomènes d'endommagement sous sollicitation quasi-statique, dynamique et fatigue. Des méthodes originales d'analyse expérimentale sont développées afin de corréler ces mécanismes aux comportements macroscopiques observés. Les essais dynamiques rapides optimisés sont réalisés jusqu'à des vitesses de déformation de l'ordre de 80 s-1 et mettent en évidence un comportement visco-endommageable pour les deux matériaux SMC étudiés. Le décalage du seuil d'endommagement et la baisse de la cinétique d'endommagement observés à l'échelle macroscopique sont directement corrélés au seuil et cinétique des mécanismes d'endommagement observés à l'échelle locale telles que la rupture à l'interface fibre-matrice ou bille-matrice, la microfissuration de la matrice et le pseudo-délaminage entre les mèches de fibres de verre. Par ailleurs, une analyse multi-échelle du même type est également réalisée sous sollicitation de type fatigue dans laquelle les fréquences varient de 10 à 100 Hz. Une étude de l'influence des phénomènes d'auto-échauffement sur l'endommagement et le comportement du A-SMC est proposée. Enfin, une analyse originale des propriétés résiduelles sous sollicitation rapide d'échantillons préalablement fatigués à différents niveaux de fraction de durée de vie met en évidence une forte influence de l'histoire du chargement sur la sensibilité du A-SMC à la vitesse de sollicitation. L'ensemble des résultats de cette étude, de par son apport de compréhension des phénomènes mis en jeu, constitue la base expérimentale nécessaire à la construction d'outils de dimensionnement adaptés aux structures SMC sous sollicitations cycliques et dynamiques.

Effet de l'endommagement mécanique sur les propriétés thermiques de composites à matrice céramique

Author : Jalal El Yagoubi
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Book Synopsis Effet de l'endommagement mécanique sur les propriétés thermiques de composites à matrice céramique by : Jalal El Yagoubi

Download or read book Effet de l'endommagement mécanique sur les propriétés thermiques de composites à matrice céramique written by Jalal El Yagoubi and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail exposé dans ce mémoire propose un examen, selon une approche multiéchelle, de la relation entre l'évolution de l'endommagement et la perte de conductibilité thermique de Compositesà Matrice Céramique. Les recherches sont menées à la fois sur le plan expérimental et sur le plan théorique. La démarche mise en oeuvre consiste à examiner deux échelles significatives (Microet Meso) auxquelles agissent des mécanismes d'endommagement différents et à évaluer pardes techniques d'homogénéisation l'effet sur les propriétés thermiques effectives.Une attention particulière a été donnée à l'élaboration d'une démarche expérimentale approfondieassociant des moyens de caractérisation mécanique, thermique et microstructurale. Aux deuxéchelles étudiées, un banc expérimental a été conçu pour réaliser des mesures thermiques sur des CMC sollicités mécaniquement. La diffusivité thermique longitudinale du mini composite est estimée par thermographie à détection synchrone. Des variantes de la méthode flash en face arrière sont mises en oeuvre pour l'étude du composite tissé. Par ailleurs, la progression de l'endommagementest déduite de l'enregistrement des signaux acoustiques et d'observations microstructurales post-mortem. Les résultats expérimentaux sont systématiquement comparés à des simulations. A l'échelle Micro, un modèle micromécanique est proposé afin de simuler la perte de conductivité thermique d'un mini composite en traction. A l'échelle Méso, une stratégie multiéchelle de calcul numérique de l'effet de l'endommagement sur les propriétés thermiques d'un CMC tissé est présentée.

Comportement mécanique des matériaux composites fibres et tisses (modélisation tridimensionnelle, endommagement et rupture)

Author : Moez Chafra
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Book Synopsis Comportement mécanique des matériaux composites fibres et tisses (modélisation tridimensionnelle, endommagement et rupture) by : Moez Chafra

Download or read book Comportement mécanique des matériaux composites fibres et tisses (modélisation tridimensionnelle, endommagement et rupture) written by Moez Chafra and published by . This book was released on 1994 with total page 180 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Dans cette étude une modélisation tridimensionnelle est entreprise sur les matériaux composites avances a fibres tissées. Notre théorie tient compte des caractéristiques de chargement (type et direction) et du comportement plastique ou élastique non-livraison du composite. La forme incrémentale pour les déformations et les contraintes permet le calcul pas a pas avec un chargement quelconque décompose lui aussi en incréments. Pour le comportement en élasticité linéaire et non linéaire nous proposons un modèle qui permettrait d'identifier les caractéristiques mécaniques a différents angles a l'aide d'une surface quadratique a iso-deformation. Pour la partie endommagement et rupture nous introduisons un tenseur d'endommagement oriente non symétrique qui dépend du niveau de déformation plastique. Le critère de rupture de Hill est repris et réactualise avec des paramètres dépendant du type de chargement

Influence de la pré-imprégnation sur le comportement mécanique des composites verre-matrice ettringitique

Author : Omayma Homoro
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Book Synopsis Influence de la pré-imprégnation sur le comportement mécanique des composites verre-matrice ettringitique by : Omayma Homoro

Download or read book Influence de la pré-imprégnation sur le comportement mécanique des composites verre-matrice ettringitique written by Omayma Homoro and published by . This book was released on 2019 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ces dernières années, les matériaux composites à matrices minérales ont suscité un grand intérêt dans le domaine du génie civil, en raison de leurs multiples avantages tels que la grande résistance en traction, le comportement pseudo-ductile, la facilité de mise en oeuvre, la nontoxicité et la compatibilité aux substrats. Toutefois, l'efficacité de ces composites est souvent limitée du fait de la faible adhérence du renfort avec la matrice. Cela est du à la faible pénétration des particules de la matrice entre les filaments internes du fil, ce qui entraine une rupture prématurée du matériau. Ce travail a pour but d'améliorer l'adhérence fil-matrice par pré-imprégnation du renfort, afin d'optimiser le comportement mécanique des composites. Deux méthodes de pré-imprégnation ont été utilisées : pré-imprégnation classique par voie humide et pré-imprégnation par voie sèche. Cette dernière se base sur l'application d'un champ électrostatique alternatif permettant la pénétration de la poudre au sein du renfort. La première méthode a déjà été utilisée dans la littérature et a permis d'améliorer les propriétés mécaniques du composite. Cependant, son utilisation reste limitée aux éléments préfabriqués simples contrairement à la deuxième méthode qui peut être appliquée pour réaliser des éléments de construction de grande taille, ou bien pour le renforcement et la réparation des structures in situ. La présente étude s'appuie sur une analyse multi-échelles permettant d'aborder le problème d'adhérence à l'échelle d'interface (fil-matrice) et à l'échelle du composite (fil-matrice et textile-matrice). Tout d'abord, des essais d'arrachement ont été conduits sur des fils de verre enrobés dans une matrice ettringitique. Huit configurations ont été étudiées afin d'évaluer l'effet du processus de pré-imprégnation et le type des matériaux de pré-imprégnation à sec. Il en sort que le comportement d'arrachement est amélioré par pré-imprégnation du fil par voie humide et sèche mais, précisons que par voie sèche, l'amélioration est significative seulement dans le cas d'utilisation de poudre de particules très fines. Une modélisation numérique de l'essai d'arrachement a été également réalisée afin d'identifier les propriétés d'interface fil-matrice. En se basant sur ces résultats, une étude expérimentale et numérique du comportement en traction des composites fil-matrice a été ensuite réalisée. Cinq configurations ont été retenues, après avoir écarté les prétraitements de fil ayant eu un effet néfaste sur l'adhérence fil-matrice. Il s'est avéré que les deux procédés contribuent à une augmentation significative des propriétés mécaniques du composite. De plus, un modèle numérique 3D a été développé pour simuler l'essai de traction d'un composite sec et pré-imprégné. Il a permis d'une part de prédire le comportement global du matériau et d'autre part d'apporter une meilleure compréhension de ce comportement grâce à l'analyse des états de déformation et de contrainte au niveau du fil, de la matrice et de l'interface. Enfin, une comparaison de l'effet des deux procédés de pré-imprégnation a été établie à l'échelle du composite textile-matrice au moyen d'essais de traction et d'analyse de corrélation d'image. Cinq différents types de tissu de verre unidirectionnel ont été utilisés. La pré-imprégnation par voie sèche a démontré la plus forte amélioration des performances du composite quel que soit le grammage du tissu, contrairement à la pré-imprégnation par voie humide qui trouve sa limite quand le textile devient dense.

COMPORTEMENT ET ENDOMMAGEMENT MECANIQUES DE TORONS DENSIFIES ET DE MATERIAUX 1D ET 2D SIC/SIC NON PROTEGES INFLUENCE DE VIEILLISSEMENTS SOUS AIR A HAUTE TEMPERATURE

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Author : NICOLE.. FRETY
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Book Synopsis COMPORTEMENT ET ENDOMMAGEMENT MECANIQUES DE TORONS DENSIFIES ET DE MATERIAUX 1D ET 2D SIC/SIC NON PROTEGES INFLUENCE DE VIEILLISSEMENTS SOUS AIR A HAUTE TEMPERATURE by : NICOLE.. FRETY

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ETUDE MICROMECANIQUE DE L'INFLUENCE DE L'ENDOMMAGEMENT A L'INTERFACE FIBRE/MATRICE SUR LE COMPORTEMENT DE COMPOSITES ORGANIQUES A RENFORTS DISONTINUS

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Author : JOSEPH.. FITOUSSI
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Book Synopsis ETUDE MICROMECANIQUE DE L'INFLUENCE DE L'ENDOMMAGEMENT A L'INTERFACE FIBRE/MATRICE SUR LE COMPORTEMENT DE COMPOSITES ORGANIQUES A RENFORTS DISONTINUS by : JOSEPH.. FITOUSSI

Download or read book ETUDE MICROMECANIQUE DE L'INFLUENCE DE L'ENDOMMAGEMENT A L'INTERFACE FIBRE/MATRICE SUR LE COMPORTEMENT DE COMPOSITES ORGANIQUES A RENFORTS DISONTINUS written by JOSEPH.. FITOUSSI and published by . This book was released on 1995 with total page 250 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE TRAVAIL DE THESE REALISE AU COURS DE TROIS ANNEES AU SEIN DU LM3, ENSAM PARIS CONCERNE UNE THEMATIQUE TRES ACTUELLE A SAVOIR LES RELATIONS MICRO-MACRO ET L'ENDOMMAGEMENT DANS LES MATERIAUX COMPOSITES. NOUS PROPOSONS DES LOIS DE COMPORTEMENT ADAPTEES AUX MATERIAUX HETEROGENES (COMPOSITES) A RENFORTS DISCONTINUS INTEGRANT LES PHENOMENES D'ENDOMMAGEMENT SE PRODUISANT A L'ECHELLE MICROSCOPIQUE NOTAMMENT A L'INTERFACE RENFORT/MATRICE. LES MATERIAUX INDUSTRIELS ETUDIES (COMPOSITE SMC VERRE/POLYESTER OU STRATIFIES VERRE/EPOXY), LORSQU'ILS SONT SOUMIS A UN CHARGEMENT EXTERIEUR, SUBISSENT, A L'ECHELLE DES RENFORTS, DIFFERENTS TYPES DE MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT. CES DERNIERS SONT IDENTIFIES A L'AIDE D'ESSAIS DE TRACTION REALISES DANS L'ENCEINTE D'UN MEB. CETTE TECHNIQUE EXPERIMENTALE NOUS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LEURS INFLUENCES SUR LE COMPORTEMENT MACROSCOPIQUE DU COMPOSITE. POUR LES DEUX MATERIAUX ETUDIES, LA DECOHESION A L'INTERFACE FIBRE/MATRICE APPARAIT COMME LE MECANISME PREDOMINANT. UNE LOI DE COMPORTEMENT ORIGINALE, FONDEE SUR UNE APPROCHE DE TYPE PASSAGE MICRO-MACRO (MODELE D'HOMOGENEISATION) ET S'APPUYANT SUR L'OBSERVATION IN SITU DES MECANISMES DE DEFORMATION EST ALORS PROPOSEE. CETTE LOI EST CONSTRUITE A L'AIDE DE DEUX OUTILS NOUVEAUX. TOUT D'ABORD, AFIN DE PREDIRE L'AMORCAGE ET LA PROPAGATION DES MICRO-FISSURES, NOUS INTRODUISONS, A L'ECHELLE LOCALE, LA NOTION DE CRITERE DE DECOHESION A L'INTERFACE FIBRE/MATRICE. UNE METHODE NOUVELLE D'IDENTIFICATION DE CE CRITERE EST PROPOSEE COUPLANT MODELE ET EXPERIENCE. ENFIN, L'ANISOTROPIE LOCALE INDUITE PAR L'ENDOMMAGEMENT EST TRADUITE PAR LE CONCEPT DE MICROSTRUCTURE EQUIVALENTE TRADUISANT LE COMPORTEMENT DE LA MICROSTRUCTURE ENDOMMAGEE A L'ECHELLE DE LA FIBRE. DEUX MODELES DISTINCTS SONT FONDES SUR DEUX METHODES AYANT POUR BUT DE SIMULER LA PRESENCE DES FISSURES INTERFACIALES (FISSURE EQUIVALENTE) OU DE TRADUIRE LEURS EFFETS SUR LA PERTE DE RIGIDITE LOCALE ET SUR L'ANISOTROPIE DU SYSTEME FIBRE+FISSURE (FIBRE ANISOTROPE EQUIVALENTE). DES COMPARAISONS EXPERIENCE/SIMULATION A L'ECHELLE MICRO ET MACROSCOPIQUE MONTRENT UNE BONNE CORRELATION

Rôle de l'endommagement sur la durée de vie en fatigue des matériaux composites stratifiés

Author : Damien Caous
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 0 pages
Book Rating : 4.:/5 (115 download)

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Book Synopsis Rôle de l'endommagement sur la durée de vie en fatigue des matériaux composites stratifiés by : Damien Caous

Download or read book Rôle de l'endommagement sur la durée de vie en fatigue des matériaux composites stratifiés written by Damien Caous and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objet de cette thèse est de proposer et d'identifier un modèle de comportement mécanique en fatigue écrit à l'échelle du pli ou de la couche composite élémentaire. Le modèle doit permettre de prédire l'évolution des dégradations mais également la résistance résiduelle. Les matériaux concernés par cette étude sont des composites renforcés par des tissus de fibres de verre bi ou tri axiaux. Ce travail exclue les zones de liaisons ou de reprise de pli où des contraintes hors plan engendrent des couplages forts entre endommagement intra et inter laminaires. Les principaux objectifs de la thèse sont de : - Identifier sur le matériau de l'étude les mécanismes d'endommagement et leur couplage en quasi-statique et en fatigue - Caractériser et modéliser la perte de rigidité engendrée par les mécanismes d'endommagement - Caractériser et modéliser les cinétiques d'endommagement en fatigue - Caractériser et modéliser les pertes de résistance engendrées par les mécanismes d'endommagement - Implémenter et tester le modèle proposé (ou celui retenu de la littérature et qui sera modifié si besoin) dans un code de calcul EF.

EFFET D'ECHELLE DANS LA RUPTURE DES COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS

Author : Gilles Forêt
Publisher :
ISBN 13 :
Total Pages : 164 pages
Book Rating : 4.:/5 (869 download)

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Book Synopsis EFFET D'ECHELLE DANS LA RUPTURE DES COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS by : Gilles Forêt

Download or read book EFFET D'ECHELLE DANS LA RUPTURE DES COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS written by Gilles Forêt and published by . This book was released on 1995 with total page 164 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOUS NOUS INTERESSONS DANS CE TRAVAIL A LA RUPTURE EN TRACTION DES MATERIAUX COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS DANS LA PERSPECTIVE DE LEUR UTILISATION COMME CABLES DE PRETRAINTE. LE COMPORTEMENT DE TYPE ELASTIQUE-FRAGILE DE CES MATERIAUX IMPOSE DE PRENDRE EN COMPTE L'ALEA DE RESISTANCE, AFIN DE PREDIRE LES EFFETS D'ECHELLE. POUR ETUDIER CE PROBLEME, NOUS AVONS SIMULE NUMERIQUEMENT LA RUPTURE DES COMPOSITES UNIDIRECTIONNELS A L'AIDE D'UN MODELE MECANIQUE A CINEMATIQUE UNIAXIALE. NOUS AVONS REALISE POUR CHAQUE GEOMETRIE UN TRES GRAND NOMBRE DE SIMULATIONS AFIN D'OBTENIR UNE STATISTIQUE DE RUPTURE AU VOISINAGE DES FAIBLES RESISTANCES TRES PRECISES. NOUS AVONS ETUDIE DEUX MECANISMES D'ENDOMMAGEMENT, RUPTURE DES FILS ET DECOHESIONS ENTRE FILS (UN FIL PEUT ETRE CONSTITUE D'UNE OU PLUSIEURS FIBRES, SA SECTION ETANT CARACTERISTIQUE DE LA FINESSE DE DISCRETISATION DU MODELE). NOUS AVONS ALORS CONSTATE QU'UN EFFET D'ECHELLE DE LONGUEUR DE TYPE CHAINE DECRIVAIT CORRECTEMENT NOS SIMULATIONS DE RUPTURE POUR DIFFERENTES LONGUEURS DES QUE L'ON POUVAIT NEGLIGER LES EFFETS D'EXTREMITE ET, D'UN POINT DE VUE PRATIQUE, QUE LA QUEUE DE DISTRIBUTION DES FAIBLES RESISTANCES N'OBEIT PLUS A UNE LOI DU TYPE RUPTURE DE LA STRUCTURE AU PREMIER ENDOMMAGEMENT. L'EXTRAPOLATION DES COURBES DE DISTRIBUTION DES RESISTANCES A PERMIS DE PROPOSER LE CONCEPT DE RESISTANCE UTILE D'UN JONC EN ACCEPTANT UNE CERTAINE PROBABILITE DE RUPTURE. CETTE RESISTANCE UTILE PEUT ETRE TRES LARGEMENT SUPERIEURE A CELLE UTILISEE ACTUELLEMENT EN APPLIQUANT UN COEFFICIENT DE SECURITE DE 0,5 A LA RESISTANCE MOYENNE. L'UTILISATION DE CE CONCEPT DE RESISTANCE UTILE POURRAIT ALORS REDUIRE LA QUANTITE DE MATIERE ET EVIDEMMENT LES COUTS. UN AUTRE APPORT DU TRAVAIL EST ISSU DE L'ETUDE DES EFFETS D'ECHELLE DE SECTION. NOUS SOMMES EN EFFET ARRIVES A DEMONTRER QUE POUR UN USAGE DONNE (LONGUEUR, PROBABILITE DE RUPTURE ADMISSIBLE) IL EXISTE UNE SECTION OPTIMALE DE JONC DONNANT LA MEILLEURE RESISTANCE UTILE

Encyclopedia of Continuum Mechanics

Author : Holm Altenbach
Publisher : Springer
ISBN 13 : 9783662557709
Total Pages : 0 pages
Book Rating : 4.5/5 (577 download)

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Book Synopsis Encyclopedia of Continuum Mechanics by : Holm Altenbach

Download or read book Encyclopedia of Continuum Mechanics written by Holm Altenbach and published by Springer. This book was released on 2020-01-04 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This Encyclopedia covers the entire science of continuum mechanics including the mechanics of materials and fluids. The encyclopedia comprises mathematical definitions for continuum mechanical modeling, fundamental physical concepts, mechanical modeling methodology, numerical approaches and many fundamental applications. The modelling and analytical techniques are powerful tools in mechanical civil and areospsace engineering, plus in related fields of plasticity, viscoelasticity and rheology. Tensor-based and reference-frame-independent, continuum mechanics has recently found applications in geophysics and materials.

Multi-Scale Continuum Mechanics Modelling of Fibre-Reinforced Polymer Composites

Author : Wim Van Paepegem
Publisher : Woodhead Publishing
ISBN 13 : 0128189851
Total Pages : 766 pages
Book Rating : 4.1/5 (281 download)

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Book Synopsis Multi-Scale Continuum Mechanics Modelling of Fibre-Reinforced Polymer Composites by : Wim Van Paepegem

Download or read book Multi-Scale Continuum Mechanics Modelling of Fibre-Reinforced Polymer Composites written by Wim Van Paepegem and published by Woodhead Publishing. This book was released on 2020-11-25 with total page 766 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Multi-scale modelling of composites is a very relevant topic in composites science. This is illustrated by the numerous sessions in the recent European and International Conferences on Composite Materials, but also by the fast developments in multi-scale modelling software tools, developed by large industrial players such as Siemens (Virtual Material Characterization toolkit and MultiMechanics virtual testing software), MSC/e-Xstream (Digimat software), Simulia (micromechanics plug-in in Abaqus), HyperSizer (Multi-scale design of composites), Altair (Altair Multiscale Designer) This book is intended to be an ideal reference on the latest advances in multi-scale modelling of fibre-reinforced polymer composites, that is accessible for both (young) researchers and end users of modelling software. We target three main groups: This book aims at a complete introduction and overview of the state-of-the-art in multi-scale modelling of composites in three axes: • ranging from prediction of homogenized elastic properties to nonlinear material behaviour • ranging from geometrical models for random packing of unidirectional fibres over meso-scale geometries for textile composites to orientation tensors for short fibre composites • ranging from damage modelling of unidirectionally reinforced composites over textile composites to short fibre-reinforced composites The book covers the three most important scales in multi-scale modelling of composites: (i) micro-scale, (ii) meso-scale and (iii) macro-scale. The nano-scale and related atomistic and molecular modelling approaches are deliberately excluded, since the book wants to focus on continuum mechanics and there are already a lot of dedicated books about polymer nanocomposites. A strong focus is put on physics-based damage modelling, in the sense that the chapters devote attention to modelling the different damage mechanisms (matrix cracking, fibre/matrix debonding, delamination, fibre fracture,...) in such a way that the underlying physics of the initiation and growth of these damage modes is respected. The book also gives room to not only discuss the finite element based approaches for multi-scale modelling, but also much faster methods that are popular in industrial software, such as Mean Field Homogenization methods (based on Mori-Tanaka and Eshelby solutions) and variational methods (shear lag theory and more advanced theories). Since the book targets a wide audience, the focus is put on the most common numerical approaches that are used in multi-scale modelling. Very specialized numerical methods like peridynamics modelling, Material Point Method, eXtended Finite Element Method (XFEM), isogeometric analysis, SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics),... are excluded. Outline of the book The book is divided in three large parts, well balanced with each a similar number of chapters: