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Modelisation Du Comportement De Materiaux Composites Thermoplastiques Pour Application Au Crash
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Book Synopsis Modélisation Du Comportement de Matériaux Composites Thermoplastiques Pour Application Au Crash by : Antoine Martin
Download or read book Modélisation Du Comportement de Matériaux Composites Thermoplastiques Pour Application Au Crash written by Antoine Martin and published by . This book was released on 2015 with total page 162 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The purpose of this thesis is to develop a constitutive equation for thermoplastic composite components in crash situations. The need for using lightweight composite absorbing structures in passenger cars, is exposed. This requires development of simulation tools to evaluate, optimize and validate the design of these structures. An experimental program is undertaken to measure the mechanical properties of a thermoplastic composite material. The experimental data is gathered on tension, compression, and shear tests. A wide range of strain rates are investigated due to advanced tests rigs including a crossbow machine and Digital Image Correlation technique. Those experiments allow identifications of the material degradation behavior. A bibliography covering existing models is then presented. A new constitutive equation using a mesoscopic description of composite medium is proposed; an interface and a ply models are defined. The ply description uses a biphasic decomposition, fibers and matrix are separately modeled. The microbuckling is included in the ply model allowing sensitive description of compressive behaviors. The model identification is presented using previously gathered data. An implementation in ABAQUS software using FORTRAN interface VUMAT is developed. Finally, some crash simulations are proposed and confronted to testing data. Those covers crush tests on coupons, and a tubular structure. The results shows mostly a good agreement with the experimental data. The model performance is then discussed.
Book Synopsis Modélisation du comportement des composites thermoplastiques à renforts continus dans les procédés de mise en forme by : Hicham Chaouki
Download or read book Modélisation du comportement des composites thermoplastiques à renforts continus dans les procédés de mise en forme written by Hicham Chaouki and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les matériaux composites constituent de nos jours, de par leurs propriétés très prisées, des matériaux incontournables dans plusieurs secteurs industriels telles les industries aéronautique, automobile et navale. Bien que les applications industrielles aient été axées durant des décennies sur les matériaux composites à matrices thermodurcissables, les composites thermoplastiques à renforts continus connaissent actuellement un grand essor. Dans ce sens, des recherches considérables ont été menées sur la modélisation du comportement des matériaux thermoplastiques chargés de fibres continues à température ambiante. Cependant, la modélisation du comportement de ces matériaux à hautes températures et dans les conditions de mise en forme demeure une problématique d'actualité et relativement peu étudiée. Ce travail de thèse se veut une contribution à la modélisation du comportement des composites thermoplastiques à renforts continus dans les procédés de mise en forme. Deux directions de recherches ont été explorées. La première direction consiste à développer une loi constitutive viscoélastique orthotrope pour les milieux incompressibles, et sous l'hypothèse d'un processus isotherme. Dans cette optique, on se propose d'exploiter la théorie du modèle K-BKZ, destiné à la rhéologie des fluides viscoélastiques isotropes, pour une extension aux cas orthotrope et transversalement isotrope. Les tenseurs d'orientation des fibres sont introduits comme arguments de la fonctionnelle densité d'énergie libre pour tenir compte de la symétrie matérielle. La réponse du milieu est formulée en considérant les apports des constituants du milieu, pris séparément, augmentés de la réponse due aux interactions entre la résine et les fibres. Ce faisant, la densité d'énergie libre sera décomposée en un produit d'une fonction mémoire, responsable de la relaxation, et d'une fonction des déformations, laquelle a été scindée en la somme de quatre composantes : i) une fonction rendant compte du comportement de la matrice, ii) une composante responsable de la réponse de la première famille de fibres, iii) une composante responsable de la seconde famille de fibres et iv) une fonction rendant compte des interactions matrice-fibres. La seconde direction vise l'étude du phénomène de l'endommagement susceptible de toucher les composites thermoplastiques à renforts continus dans des conditions proches de celles de la mise en forme. Dans cette perspective, une loi constitutive hyperélastique orthotrope avec endommagement sera proposée. On fait appel à une approche thermodynamique classique, basée sur l'existence d'un potentiel d'énergie libre duquel découle le tenseur de contraintes, et au principe de la contrainte effective, bien connu de la théorie de l'endommagement. À l'instar du modèle viscoélastique orthotrope, la fonctionnelle densité d'énergie libre sera décomposée en la somme de quatre composantes responsables des réponses de la résine, des deux familles de fibres et des interactions matrice-fibres. Pour introduire le phénomène de l'endommagement, on associe à chaque constituant du milieu (i.e. les fibres et la résine) une variable d'endommagement isotrope. Chacune de ces variables est associée à la composante de l'énergie libre rendant compte du comportement du constituant qu'elle caractérise. Une loi d'évolution de l'endommagement isotrope est également associée à la composante de l'énergie libre responsable des interactions matrice-fibres. Les hypothèses d'un milieu incompressible et d'un processus isotherme ont été notamment retenues. Une campagne d'essais expérimentaux, axée sur des essais de traction dans les directions 0°/90° et ±45°, a été réalisée pour caractériser l'endommagement d'une classe de composite thermoplastique à renforts continus. Les résultats de ces essais ainsi que ceux rencontrés dans la littérature ont été exploités afin de réaliser une procédure d'identification inverse visant à tester l'aptitude des modèles de comportement proposés à reproduire des résultats expérimentaux. Des simulations par éléments finis de la mise en forme d'un composite thermoplastique à renforts continus ont été réalisées. Les résultats obtenus montrent que les modèles utilisés reproduisent des résultats physiquement admissibles et en concordance avec des observations expérimentales.
Book Synopsis Modélisation et identification de lois de comportement avec endommagement en fatigue polycyclique de matériaux composites à matrice thermoplastique by : Hedi Nouri
Download or read book Modélisation et identification de lois de comportement avec endommagement en fatigue polycyclique de matériaux composites à matrice thermoplastique written by Hedi Nouri and published by . This book was released on 2009 with total page 178 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les matériaux composites thermoplastiques constituent une solution technologique de premier ordre pour la fabrication de pièces et de composants fonctionnels ou de structure notamment pour l’industrie automobile. Le travail abordé dans le cadre de cette thèse constitue une contribution à la compréhension et à la modélisation de la cinétique d’endommagement dans les thermoplastiques renforcés par des fibres de verre courtes (PA6‐GF30) et longues (PP‐GFL40) sous chargement cyclique. Il a permis de développer et d’identifier un modèle d’endommagement en fatigue intégrant la cinétique de dégradation spécifique aux thermoplastiques renforcés. Deux approches complémentaires ont été développées dans de cette étude. La première est une approche expérimentale dédiée à la caractérisation de l’endommagement dans les matériaux étudiés en tenant compte de l’effet du procédé de moulage par injection sur le comportement élastique endommageable. Les résultats de l’approche expérimentale ont alimenté les bases théoriques de la deuxième approche proposant une formulation d’un modèle phénoménologique d’endommagement en fatigue. Le modèle intègre les trois phases d’endommagement des composites thermoplastiques traduites phénoménologiquement par une cinétique d’évolution de cinq variables d’endommagement. Deux stratégies d’identification inverse ont été développées pour la détermination des paramètres du modèle d’endommagement. La première stratégie exploite la perte de modules mesurée lors des essais de fatigue en configuration homogène. La deuxième stratégie exploite les essais de fatigue en configuration hétérogène. Celle‐ci a été optimisée afin de générer une évolution spatio‐temporelle des déformations. Les paramètres d’endommagement sont identifiés par minimisation d’une fonction objectif construite sur la base des champs de déformations hétérogènes et des efforts à la frontière. Les essais de fatigue réalisés à différents niveaux de déplacements imposés ont permis de valider expérimentalement le modèle d’endommagement développé. Les potentialités prédictives du modèle ont été également démontrées à travers la simulation de l’évolution de l’endommagement sous chargement cyclique à amplitudes variables ou dans le cas d’un chargement cyclique biaxial combiné ou séquentiel. Ce dernier aspect permis de démontrer la capacité du modèle à prédire l’effet du trajet de chargement multiaxial sur l’évolution de l’endommagement en fatigue dans les thermoplastiques renforcés.
Book Synopsis Étude du comportement au feu de matériaux composites destinés à des applications aéronautiques by : Nathan Grange
Download or read book Étude du comportement au feu de matériaux composites destinés à des applications aéronautiques written by Nathan Grange and published by . This book was released on 2021-01-03 with total page 302 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Depuis les débuts de l'aéronautique, le feu fut l'un des premiers risques identifiés. Cependant, ce dernier est encore aujourd'hui la source d'accidents, souvent fatals, faute d'issue lorsqu'il intervient en vol. Dans le même temps, le besoin de réduire la masse des aéronefs actuels, pour limiter les coûts de fonctionnement, a rendu l'utilisation des matériaux composites, particulièrement réactifs au feu, indispensables. Afin de valider la performance au feu de ces matériaux, il est donc obligatoire de certifier leurs performances lorsqu'ils sont soumis au feu. Or ces essais représentent un coût non-négligeable pendant les phases de développement. L'utilisation des simulations numériques semble donc être une bonne alternative afin de limiter le nombre d'essais. Néanmoins ces dernières nécessitent un certain nombre de paramètres d'entrée et une bonne connaissance des phénomènes de dégradation. Ainsi dans ce travail, la dégradation de thermique de deux matériaux composites est étudiée, le thermoplastique carbone-PEKK et le thermodurcissable carbone-phénolique. Les propriétés thermiques, cinétiques ainsi que les produits de pyrolyse sont dans un premier temps caractérisés à petite échelle, ces données étant nécessaires pour la modélisation numérique du comportement au feu des matériaux. Par la suite, ces propriétés sont utilisées dans le modèle de pyrolyse qui est validé à moyenne échelle, à l'aide de mesures de dégradation au cône calorimètre. Enfin, des essais de résistance au feu sont réalisés à l'aide du brûleur NexGen de la plateforme expérimental feux VESTA de l'INSA Centre Val de Loire. De plus, les produits de pyrolyse sont évalués au cours de la dégradation (Py-GC-MS) pour déterminer les limites inférieures d'inflammabilité et ainsi proposer une classification des matériaux étudiés.
Book Synopsis Matériaux composites by : Jean-Marie Berthelot
Download or read book Matériaux composites written by Jean-Marie Berthelot and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Véritable ouvrage de référence, Matériaux composites apporte l'ensemble des concepts théoriques et pratiques nécessaires à la compréhension du comportement mécanique des matériaux et structures composites. Ainsi, il permet d'établir une synthèse de l'analyse du comportement mécanique et de la théorie des plaques stratifiées ou sandwiches, et d'en appliquer les développements à la résolution des problèmes de flexion, de flambement et de vibrations. Composé de cinq parties, ce traité repose sur une approche fondamentale et unifiée aboutissant à une continuité des concepts et des théories. Illustrée de nombreux exercices d'application des concepts introduits, cette cinquième édition entièrement en couleurs a été actualisée et des commentaires ont été ajoutés afin de mettre en évidence la progression du traité. Après une présentation de la constitution puis de la mise en œuvre des matériaux composites, l'ouvrage développe progressivement les outils nécessaires pour modéliser le comportement mécanique des structures en matériaux composites stratifiés et sandwiches. Il aborde ensuite les problèmes de dimensionnement des structures, montrant comment les outils introduits permettent de modéliser le comportement mécanique des structures en matériaux composites. Le contenu et la progression de Matériaux composites ont été conçus avec pour objectifs principaux :- traiter le matériau composite comme un matériau traditionnel ;- intégrer l'apport des techniques numériques dans la résolution des problèmes de dimensionnement des structures ;- aborder les difficultés de manière progressive afin de faciliter l'accès du lecteur aux divers concepts introduits ;- confronter la modélisation avec le comportement réel des matériaux et des structures. Complet et didactique, cet ouvrage s'adresse aux étudiants de 2e et 3e cycles, aux ingénieurs, aux chercheurs ainsi qu'aux techniciens supérieurs [Source : 4e de couv.].
Book Synopsis Crash Simulation of Woven Fabric Thermoplastic Composites by : Bilal Ahmad
Download or read book Crash Simulation of Woven Fabric Thermoplastic Composites written by Bilal Ahmad and published by . This book was released on 2021 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
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.
Book Synopsis Caractérisation et modélisation du comportement mécanique et de la tenue en fatigue d'un composite thermoplastique à fibres de carbone courtes pour applications aéronautiques by : Louis Leveuf
Download or read book Caractérisation et modélisation du comportement mécanique et de la tenue en fatigue d'un composite thermoplastique à fibres de carbone courtes pour applications aéronautiques written by Louis Leveuf and published by . This book was released on 2017 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette étude présente la caractérisation du comportement mécanique et la tenue en fatigue d'un composite thermoplastique à matrice PEEK renforcée en fibres de carbone courtes pour des applications aéronautiques. La première partie présente la description des matériaux étudiés ainsi que la mise en place d'un protocole de caractérisation de la microstructure. Il est alors mis en avant la nécessité de générer des éprouvettes de caractérisation simples en introduisant le concept d'éprouvettes amincies. Dans un second temps, la méthode d'auto-échauffement en régime transitoire est appliquée en concluant sur l'influence de différents paramètres sur le bilan énergétique tels que la microstructure ou le grade du matériau étudié. La troisième partie présente l'établissement d'une loi de comportement phénoménologique avec une prise en compte locale de l'anisotropie par des approches micromécaniques classiques. Les simulations mécanique et énergétique donnent des résultats corrélant très bien avec l'expérimentale pour une distribution d'orientation proche de 0° et des résultats moins convaincants pour une distribution d'orientation proche de 90°. La dernière partie présente l'utilisation d'un protocole de caractérisation rapide basé sur les essais d'auto-échauffement. Cette approche, validée pour les différents matériaux étudiés, permet de prédire la courbe d'endurance en fatigue déterministe avec une seule éprouvette et en une demi-journée d'essais. Il est également mis en évidence qu'un critère énergétique à deux paramètres est indépendant de la distribution d'orientation, et qu'il est possible de discriminer rapidement en fatigue les différents matériaux étudiés.
Book Synopsis MODELISATION DU COMPORTEMENT NON-LINEAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE POLYMERE APPLICATION A UN EMPILEMENT VERRE/POLYESTER by : STEPHANE.. JOUANNIGOT
Download or read book MODELISATION DU COMPORTEMENT NON-LINEAIRE DES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE POLYMERE APPLICATION A UN EMPILEMENT VERRE/POLYESTER written by STEPHANE.. JOUANNIGOT and published by . This book was released on 1998 with total page 228 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE POLYMERE, DE PART LA NATURE DE CETTE DERNIERE, PRESENTENT UN COMPORTEMENT MECANIQUE PLUS OU MOINS NON-LINEAIRE. PLUS LE TAUX DE RESINE EST ELEVE ET PLUS CETTE NON-LINEARITE DEVIENT IMPORTANTE. INDEPENDAMMENT DU TAUX DE RESINE, LA NON-LINEARITE DES COMPOSITES EVOLUE EGALEMENT EN FONCTION DE L'ANGLE DE SOLLICITATION DE CEUX-CI PAR RAPPORT AUX DIRECTIONS PRIVILEGIEES DU MATERIAU. LE DIMENSIONNEMENT D'UNE PIECE EN MATERIAUX COMPOSITES IMPLIQUE DE CONNAITRE LE PLUS FIDELEMENT POSSIBLE, ET SELON LES EXIGENCES DE PRECISION, LE COMPORTEMENT MECANIQUE DE CEUX-CI. L'UTILISATION DE LA THEORIE LINEAIRE POUR CALCULER DES COMPOSITES, QUE L'ON SAIT NON-LINEAIRES, ENTRAINE UNE ERREUR COUVERTE PAR LES COEFFICIENTS DE SECURITE APPLIQUES. NOUS PROPOSONS DANS CE TRAVAIL UN MODELE BASE SUR L'IDENTIFICATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE NON-LINEAIRE DE CHACUNE DES COUCHES CONSTITUANT UN EMPILEMENT AFIN DE MODELISER LE COMPORTEMENT NON-LINEAIRE DE CE DERNIER. LA DENSITE D'ENERGIE COMPLEMENTAIRE EST UTILISEE AFIN D'OBTENIR UNE RELATION CONTRAINTE-DEFORMATION NON-LINEAIRE, POUR UN CHARGEMENT UNIAXIAL, SELON LES DIRECTIONS LONGITUDINALES, TRANSVERSES ET EN CISAILLEMENT. LES COMPORTEMENTS DES COUCHES COMPOSITES SONT MODELISES AVEC UNE EQUATION A L'ORDRE N, N ALLANT DE DEUX A CINQ SELON LA NON-LINEARITE DE CEUX-CI. NOTRE MODELE S'INSCRIT DONC DANS UNE DEMARCHE VOLONTAIREMENT MACRO-MECANIQUE DANS LE BUT D'UNE MISE EN UVRE AISEE ET RAPIDE, CECI DANS UN CADRE INDUSTRIEL. EN EFFET UNE SERIE D'ESSAIS MECANIQUES CLASSIQUES (TRACTION ET COMPRESSION UNIAXIALES, CISAILLEMENT) POUR CARACTERISER LES MATERIAUX ET OBTENIR LEURS COURBES CONTRAINTE-DEFORMATION, SUIVI D'UN TRAITEMENT INFORMATIQUE DE BASE DE DONNEES EXPERIMENTALES, AFIN DE DETERMINER LES PARAMETRES DU MODELE DE CHAQUE COUCHES CONSTITUANT L'EMPILEMENT, SONT SUFFISANTS. L'ETUDE EXPERIMENTALE D'UN MAT ET D'UN TISSU VERRE/POLYESTER A FORT TAUX DE RESINE, SUIVI DU DEVELOPPEMENT ET DE L'APPLICATION DU MODELE PROPOSE PERMETTENT DE MODELISER DES EMPILEMENTS MAT/TISSU /MAT LORS DE SOLLICITATIONS DE TRACTION UNIAXIALE ET DE CISAILLEMENT.
Book Synopsis Étude et modélisation du comportement et de l'endommagement d'un composite injecté à matrice PEEK renforcée de fibres courtes de carbone by : Jeremy Crevel
Download or read book Étude et modélisation du comportement et de l'endommagement d'un composite injecté à matrice PEEK renforcée de fibres courtes de carbone written by Jeremy Crevel and published by . This book was released on 2014 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Durant ces dernières décennies les matériaux composites organiques ont subi un très grand essor dans le domaine des structures aéronautiques. Leur principal avantage est d’alléger les structures tout en gardant de bonnes propriétés mécaniques. De plus, leur microstructure leur permet d’avoir un caractère multi-fonctionnel, ce qui facilite leur intégration pour remplacer les technologies existantes. Dans l’industrie aéronautique, il existe un besoin croissant de grande quantité de petite et moyenne pièces (clips, éléments de jonctions). Cependant, il est aujourd’hui difficile de fabriquer en série des pièces ayant des formes tridimensionnelles complexes par des procédés conventionnels (autoclave). Ainsi, l’orientation envisagée est d’utiliser les procédés de la « famille » automobile pour des applications aéronautiques « semi-structurales », comme le moulage par injection de composites thermoplastiques renforcés de fibres courtes. Cette application nécessite une maîtrise et une fiabilisation du procédé ainsi que des propriétés induites. Ceci a été réalisé par l’identification et la quantification des effets des paramètres qui influent significativement sur la microstructure et les propriétés macroscopiques, par un plan d’expériences. De plus, le dimensionnement de telles pièces requiert une modélisation robuste du comportement mécanique pour prédire au mieux leur capacité d’utilisation. Les données sur la microstructure ont permis d’alimenter un modèle micromécanique comportant un critère d’endommagement de l’interface fibre/matrice. Développé sur un code éléments finis industriel, il a permis de prédire les résultats expérimentaux d’une pièce industrielle.
Book Synopsis Contribution à la compréhension et à la modélisation du comportement mécanique de matériaux composites à renfort en fibres végétales by : Abdelmonem Elouaer
Download or read book Contribution à la compréhension et à la modélisation du comportement mécanique de matériaux composites à renfort en fibres végétales written by Abdelmonem Elouaer and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'industrie des matériaux composites ne cesse d'évoluer et de croître en mettant en place de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies. En substitution des matériaux d'origine fossile que les matériaux d'origine naturelles (et surtout végétales) commencent à voir le jour. C'est dans ce contexte que notre travail de recherche est proposé. Il s'intéresse à la caractérisation du comportement mécanique d'un composite à matrice Polypropylène, renforcé avec des fibres de Chanvre et du bois de Chanvre (Chènevotte). Les différents moyens et techniques de caractérisation, utilisés par la présente étude, ont montré que ces nouveaux matériaux sont dotés de propriétés, en particulier mécaniques, de haut niveau, qui viennent rivaliser avec celles des autres composites classiques à base de fibres de verre et de carbone.Les essais expérimentaux en statique et de fatigue, ont révélé beaucoup de détails en comparaison avec d'autres matériaux composites. Ces informations ont permis de créer une sorte de base de données qui pourra servir de référence pour d'autres composites de la même famille à base de fibres végétales. Ainsi, des mécanismes d'endommagement ont été mis en évidence grâce aux essais mécaniques (traction monotone, charge-décharge, ...) associés à des observations microscopiques (Microscope Electronique à Balayage), et à des outils de détection du dommage basés sur l'émission acoustique. Par le biais de cette technique, nous avons pu apprécier la qualité et l'importance de l'interface fibre/matrice qui est un paramètre fondamental pour la présente étude et pour la détermination de la loi de comportement du composite.La modélisation micromécanique a été intégrée dans ce travail de thèse, grâce au modèle de Mori-Tanaka. Le comportement des matériaux à l'endommagement n'a pas été pris en considération ; seule l'élasticité a été étudiée. A l'aide de ce modèle, nous avons pu remonter aux propriétés intrinsèques des constituants (le module d'élasticité longitudinale des renforts: Chanvre et Chènevotte).
Book Synopsis ETUDE ET MODELISATION DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES COMPOSITES A MATRICE THERMOPLASTIQUE by : Mercedes Arribas
Download or read book ETUDE ET MODELISATION DU COMPORTEMENT DYNAMIQUE DES COMPOSITES A MATRICE THERMOPLASTIQUE written by Mercedes Arribas and published by . This book was released on 1995 with total page 208 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'ETUDE PORTE SUR LE COMPORTEMENT MECANIQUE DYNAMIQUE EN TORSION DU POLYAMIDE 12/FIBRES DE CARBONE (PA12FC) ET DU POLYETHERETHERCETONE/FIBRES DE CARBONE (APC2). LES PROPRIETES MECANIQUES DE CES DEUX MATRICES SONT INFLUENCEES PAR LA PRESENCE DES FIBRES, DANS LE CAS DU PA12FC, LES FIBRES LIMITENT LES POSSIBILITES D'EXPANSION DE LA RESINE PURE, QUI SE TROUVE ALORS SOUMISE A UNE PRESSION DE CONFINEMENT (CONTRAINTE MICROSCOPIQUE). POUR L'APC2, LES CONDITIONS DE MISE EN UVRE PROVOQUENT L'APPARITION D'UNE PLACE TRANSCRISTALLINE AU VOISINAGE DES FIBRES, QUI PEUT INDUIRE UN COMPORTEMENT MECANIQUE DIFFERENT. L'APPROCHE D'HOMOGENEISATION DES MILIEUX PERIODIQUES A ETE UTILISEE POUR CONFIRMER (OU INFIRMER) LES HYPOTHESES FAITES (CONTRAINTE MICROSCOPIQUE DANS LE PA12FC ET PHASE TRANSCRISTALLINE QUI AMELIORE LES PROPRIETES EN TORSION DANS LE PEEKFC) PAR AILLEURS IMPOSSIBLE A VERIFIER. CETTE APPROCHE A ETE APPLIQUEE A DES MATERIAUX D'ABORD SUPPOSES PUREMENT ELASTIQUES, ENSUITE CONSIDERES COMME MATERIAUX VISCOELASTIQUES DE KELVIN-VOIGT ET ENFIN, TRAITES COMME MATERIAUX VISCOELASTIQUES EN REGIME HARMONIQUE. IL A ETE CONFIRME QUE LA PRESENCE DE FIBRES EMPECHE L'EXPANSION THERMIQUE DE LA RESINE PURE PA12 PROVOQUANT UNE CONTRAINTE MICROSCOPIQUE A L'INTERIEUR DU COMPOSITE. DE MEME, LA MODELISATION DE LA PHASE TRANSCRISTALLINE DANS LE PEEKFC CONFIRME L'INFLUENCE DE CETTE PHASE SUR LE MODULE G' EN TORSION A TEMPERATURE INFERIEURES A LA TEMPERATURE DE TRANSITION VITREUSE (TG)
Book Synopsis Modélisation et simulation de la mise en forme des composites préimprégnés à matrice thermoplastiques et fibres continues by : Eduardo Guzman Maldonado
Download or read book Modélisation et simulation de la mise en forme des composites préimprégnés à matrice thermoplastiques et fibres continues written by Eduardo Guzman Maldonado and published by . This book was released on 2019 with total page 169 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les matériaux composites sont largement employés dans le domaine aérospatial grâce à leurs excellentes propriétés mécaniques, leur résistance aux chocs et à la fatigue, tout en restant plus légers que les matériaux conventionnels. Au cours des dernières années, l'industrie automobile a montré un intérêt croissant pour les procédés de fabrication et de transformation de matériaux composites à matrice thermoplastiques. Cela favorisé par le développement et l'optimisation des procèdes de mise en forme tels que le thermostampage, en vue de la réduction de temps de cycle. La modélisation et la simulation de ce procédé sont des étapes importantes pour la prédiction des propriétés mécaniques et de la faisabilité technique des pièces à géométrie complexe. Elles permettent d'optimiser les paramètres de fabrication et du procédé lui-même. À cette fin, ce travail propose une approche pour la simulation de la mise en forme des matériaux composites préimprégnés thermoplastiques. Un modèle viscohyperélastique avec une dépendance à la température a été proposé dans l'objectif de décrire le comportement du composite thermoplastique à l'état fondu. Et permets de faire des simulations de mise en forme à différentes températures. Au cours cette simulation, des calculs thermiques et mécaniques sont effectués de manière séquentielle afin d'actualiser les propriétés mécaniques avec l'évolution du champ température. L'identification des propriétés thermiques sont obtenues par homogénéisation à partir des analyses au niveau mésoscopique du matériau. La comparaison de la simulation avec le thermoformage expérimental d'une pièce représentative de l'industrie automobile analyse la pertinence de l'approche proposée.
Book Synopsis Analyse et simulation de la mise en forme de composites thermoplastiques by : Anthony Cheruet
Download or read book Analyse et simulation de la mise en forme de composites thermoplastiques written by Anthony Cheruet and published by . This book was released on 2001 with total page 175 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les matériaux composites à fibres longues et à matrice thermoplastique sont des matériaux prometteurs car ils possèdent des propriétés mécaniques comparables à celles des composites à matrice thermodurcissable mais présentent des cycles de mise en forme nettement plus courts qui laissent envisager des productions de série. L'objectif est de disposer d'un outil de simulation de façon à définir la faisabilité d'une pièce pour des conditions extérieures données et pour un empilement prédéfini. Des essais expérimentaux ont mis en évidence les mécanismes principaux de déformation qu'il convient de modéliser et ont montré l'importance de la phase d'application de pression en fin de cycle de formage puisqu'elle garantit la fermeture des porosités aux interfaces. Dans le but de simuler cette phase, un élément de coque à pincement est défini et permet le calcul de la contrainte normale transverse. Le laminé est alors modélisé par un empilement de couches de coques et un critère de re-consolidation, basé sur cette contrainte normale, permet de la prédiction de la santé matière du produit jusqu'au terme du cycle de mise en forme. Enfin une modélisation du comportement en flexion d'un milieu fibreux est proposée. Elle s'appuie sur le calcul de l'énergie de déformation en flexion de chaque constituant de la structure modélisée et est appliquée au monopli. Ces deux éléments sont intégrés au code de mise en forme Pam Form et sont testés et validés sur plusieurs exemples représentatifs et sur des cas de mise en forme.
Book Synopsis Matériaux composites à matrice métallique by : Halim Haddadi
Download or read book Matériaux composites à matrice métallique written by Halim Haddadi and published by . This book was released on 1996 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est l'étude du comportement des matériaux hétérogènes aussi bien à l'échelle mésoscopique qu'à l'échelle macroscopique, avec des applications orientées vers les composites à matrice métallique et en particulier vers les Al/SiC. Les modèles thermomécaniques utilisés pour la matrice (modèle de Miller et Sherby, modèle généralisé d'Anand) couvrent un domaine de températures allant de l'ambiante à la température de fusion et des vitesses de déformation jusqu'à 10-1 s-1. Ils font appel à une énergie d'activation dépendant de la température, ce qui permet une meilleure description du comportement viscoplastique complexe de la matrice. En ce qui concerne les renforts, leur comportement a été supposé élastique, compte tenu de leur grande rigidité et de leur température de fusion élevée. En partant de cette modélisation, un nouveau code éléments finis 3D, appelé EVIMP3D, a été développé. L'interpolation spatiale est isoparamétrique (linéaire ou quadratique), à l'exception de la partie sphérique du tenseur vitesse de déformation, qui est interpolée par une méthode de type B-bar, afin de mieux tenir compte de la quasi-incompressibilité de la matrice en grandes déformations plastiques. Le code a été conçu d'une manière modulaire de façon à pouvoir y implémenter facilement d'autres lois de comportement. L'intégration temporelle, basée sur une description lagrangienne réactualisée, utilise pour chaque pas de temps un algorithme du type prédicteur-correcteur. Le prédicteur est basé sur un schéma explicite de type «forward-gradient», qui fournit une première estimation de la configuration à la fin du pas. Il est ensuite relayé par le correcteur qui est basé sur un schéma implicite cohérent de type Newton-Raphson, et qui doit d'une part assurer la réactualisation des variables d'état et, d'autre part, minimiser les forces non-équilibrées. Les premières simulations ont été utilisées pour la validation numérique détaillée d'EVIMP3D. La plupart des applications concernent les composites Al/SiC, et ont eu comme objectif la prévision des contraintes résiduelles induites par l'élaboration et leur influence sur le comportement du composite lors d'un chargement mécanique ultérieur. La discrétisation 3D du domaine a permis d'étudier d'une manière systématique l'influence de la forme des renforts sur la distribution spatiale des contraintes et des déformations. Enfin, quelques simulations ont été consacrées à l'étude de l'influence des bords libres dans des cas d'arrangement périodique des particules de renfort, afin de vérifier la validité des calculs effectués d'habitude sur des volumes représentatifs.
Book Synopsis Matériaux composites by : Noureddine Mahmoudi
Download or read book Matériaux composites written by Noureddine Mahmoudi and published by . This book was released on 2016-08-11 with total page 172 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:
Book Synopsis Etude et modélisation du comportement dynamique des composites à matrice thermoplastique by : Mercedes Arribas
Download or read book Etude et modélisation du comportement dynamique des composites à matrice thermoplastique written by Mercedes Arribas and published by . This book was released on 1995 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'etude porte sur le comportement mecanique dynamique en torsion du polyamide 12/fibres de carbone (pa12fc) et du polyetherethercetone/fibres de carbone (apc2). Les proprietes mecaniques de ces deux matrices sont influencees par la presence des fibres, dans le cas du pa12fc, les fibres limitent les possibilites d'expansion de la resine pure, qui se trouve alors soumise a une pression de confinement (contrainte microscopique). Pour l'apc2, les conditions de mise en uvre provoquent l'apparition d'une place transcristalline au voisinage des fibres, qui peut induire un comportement mecanique different. L'approche d'homogeneisation des milieux periodiques a ete utilisee pour confirmer (ou infirmer) les hypotheses faites (contrainte microscopique dans le pa12fc et phase transcristalline qui ameliore les proprietes en torsion dans le peekfc) par ailleurs impossible a verifier. Cette approche a ete appliquee a des materiaux d'abord supposes purement elastiques, ensuite consideres comme materiaux viscoelastiques de kelvin-voigt et enfin, traites comme materiaux viscoelastiques en regime harmonique. Il a ete confirme que la presence de fibres empeche l'expansion thermique de la resine pure pa12 provoquant une contrainte microscopique a l'interieur du composite. De meme, la modelisation de la phase transcristalline dans le peekfc confirme l'influence de cette phase sur le module g' en torsion a temperature inferieures a la temperature de transition vitreuse (tg)
