Simulation numérique de l'orientation de fibres en injection de thermoplastique renforcé PDF Download
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Author: Abla Redjeb
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 217
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Book Description
Cette thèse est relative la simulation numérique de l’orientation de fibres en injection de thermoplastiques chargés. Deux points majeurs ont été abordés dans ces travaux :la mise en place, à l’aide du logiciel Rem3D, d’un module indépendant permettant un calcul 3D de l’orientation des fibres,la prise en compte d’un couplage rhéologie-orientation des fibres.L’étude bibliographique sur les modèles d’orientations de fibres nous a conduit à implémenter le modèle phénoménologique de Folgar et Tucker. Cette équation d’évolution a été résolue via une méthode de « Taylor Galerkin discontinu espace-temps utilisant des éléments P0 en espace et une méthode espace temps discontinue de haut degré en temps. Cette méthode inconditionnellement stable permet une réduction significative des temps de calcul.Le modèle de Folgar et Tucker est couplé à la cinématique par le biais d’une loi de comportement intégrant une contribution des fibres au tenseur des contraintes macroscopiques. Cette équation constitutive pour le champ des contraintes a été résolue de manière implicite par l’entremise d’une méthode éléments finis mixte P1+/P1 où le tenseur d’orientation n’est plus une inconnue du problème. Nous avons procédé à une résolution successive du problème mécanique et du problème d’orientation de fibres. Finalement le module d’orientation couplé a été intégré dans un code d’injection.La dernière partie de ce travail, basée sur une corrélation entre observations expérimentales et calculs numériques, est consacrée à la compréhension des phénomènes d’orientation en injection et à l’influence du couplage rhéologie-orientation sur l’orientation finale des fibres.
Author: Abla Redjeb
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Languages : fr
Pages : 217
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Cette thèse est relative la simulation numérique de l’orientation de fibres en injection de thermoplastiques chargés. Deux points majeurs ont été abordés dans ces travaux :la mise en place, à l’aide du logiciel Rem3D, d’un module indépendant permettant un calcul 3D de l’orientation des fibres,la prise en compte d’un couplage rhéologie-orientation des fibres.L’étude bibliographique sur les modèles d’orientations de fibres nous a conduit à implémenter le modèle phénoménologique de Folgar et Tucker. Cette équation d’évolution a été résolue via une méthode de « Taylor Galerkin discontinu espace-temps utilisant des éléments P0 en espace et une méthode espace temps discontinue de haut degré en temps. Cette méthode inconditionnellement stable permet une réduction significative des temps de calcul.Le modèle de Folgar et Tucker est couplé à la cinématique par le biais d’une loi de comportement intégrant une contribution des fibres au tenseur des contraintes macroscopiques. Cette équation constitutive pour le champ des contraintes a été résolue de manière implicite par l’entremise d’une méthode éléments finis mixte P1+/P1 où le tenseur d’orientation n’est plus une inconnue du problème. Nous avons procédé à une résolution successive du problème mécanique et du problème d’orientation de fibres. Finalement le module d’orientation couplé a été intégré dans un code d’injection.La dernière partie de ce travail, basée sur une corrélation entre observations expérimentales et calculs numériques, est consacrée à la compréhension des phénomènes d’orientation en injection et à l’influence du couplage rhéologie-orientation sur l’orientation finale des fibres.
Author: Kaushik Kumar
Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG
ISBN: 3110652129
Category : Science
Languages : en
Pages : 224
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Book Description
This volume reviews a wide range of processing methods which are currently being used for plastics and composites. Special focus lies on advancements in automation, in development of machines and new software for modeling, new materials for ease in manufacturing and strategies to increase productivity
Author: Kaushik Kumar
Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG
ISBN: 3110603691
Category : Science
Languages : en
Pages : 212
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Book Description
With conventional materials contributing greatly to environmental waste, biodegradable and natural composites have grown in interest and display low environmental impact at low cost across a wide range of applications. This book provides an overview of different biodegradable and natural composites and focuses on efforts into increasing their mechanical performance to extend their capabilities and applications.
Author: Pedro P. Camanho
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1402085842
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 321
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Book Description
Themethodologyfordesigninghigh-performancecompositestructuresisstill evo- ing. The complexity of the response of composite materials and the dif?culties in predicting the composite material properties from the basic properties of the c- stituents result in the need for a well-planned and exhaustive test program. The recommended practice to mitigate the technological risks associated with advanced composite materials is to substantiate the performance and durability of the design in a sequence of steps known as the Building Block Approach. The Building Block Approach ensures that cost and performance objectives are met by testing greater numbers of smaller, less expensive specimens. In this way, technology risks are assessed early in the program. In addition, the knowledge acquired at a given level of structural complexity is built up before progressing to a level of increased complexity. Achieving substantiation of structural performance by testing alone can be p- hibitively expensive because of the number of specimens and components required to characterize all material systems, loading scenarios and boundary conditions. Building Block Approachprogramscan achieve signi?cant cost reductionsby se- ing a synergy between testing and analysis. The more the development relies on analysis, the less expensive it becomes. The use of advanced computational models for the prediction of the mechanical response of composite structures can replace some of the mechanical tests and can signi?cantly reduce the cost of designing with composites while providing to the engineers the information necessary to achieve an optimized design.
Author: Mariam Benhadou
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 151
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Book Description
Dans l’optique de la recherche de la performance des matériaux et de la maitrise des processus industriels de transformation, ce travail a pour objet l’étude expérimentale et la modélisation de l’écoulement des composites thermoplastiques dans les conditions industrielles de mise en forme par injection.La première partie traite de l'étude expérimentale dans les conditions industrielles de mise en forme par injection, du comportement rhéologique et de l’étude de l’écoulement, dans des géométries simples, des composites en polypropylène renforcé de fibres de verre courtes. Dans un premier temps nous avons mis en évidence l'influence des paramètres thermomécaniques de transformation par injection sur la viscosité et l’élasticité des différents matériaux à l’aide d’un rhéomètre en ligne. Ces essais ont montré que la viscosité des composites à l’état fondu évoluait, d’une manière non linéaire, en fonction de la température, le taux de cisaillement et le taux de fibres. Cette partie est complétée par une analyse des pertes de charges dans des conditions non isothermes. Par ailleurs, les résultats des mesures rhéologique, nous ont permis de déterminer une loi de comportement rhéologique thermodépendante du composite à différents taux de fibres. Cette loi nous a servi à la simulation de la phase de remplissage de l’empreinte du moule au cours du cycle de moulage par injection. Dans la seconde partie, nous présentons une étude expérimentale à la fois qualitative et quantitative de la distribution et de l’orientation des fibres au cours des différentes phases du moulage par injection. Nous avons mené une étude expérimentale de la distribution des longueurs des fibres au cours de la phase de plastification. Ces travaux nous ont permis de mettre en évidence l’incidence de certains paramètres de réglage de la presse sur la casse des fibres et situer les endroits critiques de la dégradation des fibres. Ensuite, nous avons réalisé une étude expérimentale approfondie de la distribution et de l'orientation des fibres dans des plaques injectées, en fonction des conditions d'injection, de la composition du matériau composite et de la géométrie de la pièce.Nous avons mis en évidence, la formation dans l’épaisseur de la plaque, d’une structure “coeur-peau” à cinq couches avec une couche centrale orientée transversalement à la direction d’écoulement, de deux couches intermédiaires orientées principalement dans la direction d’écoulement et enfin de deux couches de peau légèrement moins orientées que les couches intermédiaires. Les épaisseurs des ces couches varient en fonction des conditions d’injection (températures, vitesses).La dernière partie traite la simulation numérique de la phase de remplissage du processus de moulage par injection des composites en PP/FV, basé sur une loi de comportement rhéologique déduite de l’expérimentation. Nous nous sommes intéressés particulièrement à la prédiction de l’orientation des fibres de verre courtes dans une plaque rectangulaire injectée, en fonction des conditions d'injection (températures, pressions, et vitesses), de la composition du polymère et de la géométrie de la pièce. D’autre part, Nous avons mis en évidence d’influence des paramètres d’injection sur l’évolution de la pression, la température et la vitesse moyenne d’écoulement dans l’empreinte du moule. Les résultats de la simulation sont comparés aux mesures expérimentales.
Author: BRUNO.. SOULOUMIAC
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 196
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Book Description
CETTE THESE A POUR OBJECTIFS, PREMIEREMENT LA DESCRIPTION DES PROPRIETES RHEOLOGIQUES DES THERMOPLASTIQUES CHARGES DE FIBRES COURTES PENDANT LEUR MISE EN FORME, PUIS LA MODELISATION DE CES PROPRIETES PAR DES LOIS DE COMPORTEMENT, ENFIN, LA SIMULATION NUMERIQUE DE L'ECOULEMENT DE CE TYPE DE MATERIAU AU COURS DES PROCEDES D'EXTRUSION ET D'INJECTION AVEC PREDICTION DE L'ORIENTATION DES FIBRES. L'ETUDE RHEOLOGIQUE UTILISE DES METHODES CLASSIQUES: RHEOMETRIE CONE-PLAN, PLAN-PLAN ET CAPILLAIRE, SUR DIFFERENTS PRODUITS CHARGES (POLYETHYLENE HAUTE DENSITE, POLYAMIDE, HUILE SILICONE) ET A DIFFERENTS TAUX DE FIBRES. DE PLUS, UNE TECHNIQUE EXPLOITANT LES COUPLES DE DEMARRAGE EN RHEOMETRIE PLAN-PLAN, AVEC PREORIENTATION DES FIBRES, AINSI QU'UNE METHODE UTILISANT LES PERTES DE CHARGE DANS UN ECOULEMENT CONVERGENT ONT ETE DEVELOPPEES POUR MIEUX METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DES FIBRES ET DE LEUR ORIENTATION SUR LES CARACTERISTIQUES RHEOLOGIQUES. LA MODELISATION EST COMPOSEE DE DEUX PARTIES. PREMIEREMENT UNE DESCRIPTION DE L'EVOLUTION DE L'ORIENTATION DES FIBRES QUI UTILISE LES TRAVAUX DE JEFFERY, PASSE PAR LE CALCUL DU TENSEUR DE ROTATION DES ELLIPSOIDES ET MET EN UVRE UNE METHODE DE DECOMPOSITION DE LA FONCTION DE DISTRIBUTION D'ORIENTATION EN SERIE DE DIRACS. DEUXIEMEMENT UNE EXPRESSION DU CHAMP DE CONTRAINTE A ETE CONSTRUITE EN TENANT COMPTE DE L'ANISOTROPIE ET DU COMPORTEMENT PSEUDO-PLAST QUE DE CES MATERIAUX. CE MODELE EST MIS EN UVRE EN PARTIE ANALYTIQUEMENT, POUR CALCULER LES COUPLES DE DEMARRAGE EN RHEOMETRIE PLAN-PLAN ET LES PERTES DE CHARGE DANS UN ECOULEMENT CONVERGENT. LES CONFRONTATIONS AUX EXPERIENCES SONT SATISFAISANTES POUR DES TAUX DE FIBRES ELEVES TELS QUE CEUX DES THERMOPLASTIQUES CHARGES, INDUSTRIELS. LE MODELE EST ENSUITE INTEGRE A DEUX CODES DE CALCUL PAR ELEMENTS FINIS 2D. DANS LE CAS D'ECOULEMENTS STATIONNAIRES ISOTHERMES (EXTRUSION), L'EQUATION DE TRANSPORT SUR LE TENSEUR DE ROTATION DES ELLIPSOIDES EST RESOLUE PAR UNE METHODE DE GALERKIN DISCONTINUE. POUR LES ECOULEMENTS INSTATIONNAIRES (INJECTION), C'EST LA METHODE DES CARACTERISTIQUES QUI EST UTILISEE. DANS LES DEUX CAS LA RESOLUTION EN VITESSE INTEGRE LA NOUVELLE EXPRESSION DU CHAMP DE CONTRAINTE. LE CALCUL D'ORIENTATION ET LA RESOLUTION EN VITESSE SONT FAIBLEMENT COUPLES EN INJECTION, ET SONT COUPLES PAR UN ALGORITHME DE POINT FIXE EN EXTRUSION. EN EXTRUSION COMME EN INJECTION, UN ACCORD CORRECT EST OBTENU ENTRE PREDICTIONS ET MESURES D'ORIENTATION
Author: Houssem Eddine Miled
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 179
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Book Description
L'objectif de cette thèse consiste consiste à décrire, en un premier temps, l'orientation des fibres pendant la phase d'injection des polymères renforcés à l'état fondu, et comment, en deuxième partie, cette orientation affecte le comportement à l'état solide. Nous avons listé plusieurs modèles dans cette thèse, et nous avons considéré que l'orientation des fibres est régie par l'équation de Folgar et Tucker. Après le procédé d'injection, nous avons considéré que la pièce a un comportement thermo-élastique linéaire anisotrope. Ce comportement thermo-mécanique est relié à l'orientation des fibres, ainsi que les propriétés thermo-élastiques de la matrice du polymère et des fibres. Et la prédiction de ce comportement a été effectuée par des approches analytiques et numériques. Dans cette thèse nous présentons une comparaison entre ces deux approches.
Author: It Meng Low
Publisher: Elsevier
ISBN: 0128208791
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 690
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Book Description
Composite materials have been well developed to meet the challenges of high-performing material properties targeting engineering and structural applications. The ability of composite materials to absorb stresses and dissipate strain energy is vastly superior to that of other materials such as polymers and ceramics, and thus they offer engineers many mechanical, thermal, chemical and damage-tolerance advantages with limited drawbacks such as brittleness. Composite Materials: Manufacturing, Properties and Applications presents a comprehensive review of current status and future directions, latest technologies and innovative work, challenges and opportunities for composite materials. The chapters present latest advances and comprehensive coverage of material types, design, fabrication, modelling, properties and applications from conventional composite materials to advanced composites such as nanocomposites, self-healing and smart composites. The book targets researchers in the field of advanced composite materials and ceramics, students of materials science and engineering at the postgraduate level, as well as material engineers and scientists working in industrial R& D sectors for composite material manufacturing. - Comprehensive coverage of material types, design, fabrication, modelling, properties and applications from conventional composite materials to advanced composites such as nanocomposites, self-healing and smart composites - Features latest advances in terms of mechanical properties and other material parameters which are essential for designers and engineers in the composite and composite reinforcement manufacturing industry, as well as all those with an academic research interest in the subject - Offers a good platform for end users to refer to the latest technologies and topics fitting into specific applications and specific methods to tackle manufacturing or material processing issues in relation to different types of composite materials
Author: Don Montague
Publisher: Taylor & Francis
ISBN: 9780419199106
Category : Architecture
Languages : en
Pages : 472
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Book Description
This dual-language dictionary lists over 20,000 specialist terms in both French and English, covering architecture, building, engineering and property terms. It meets the needs of all building professionals working on projects overseas. It has been comprehensively researched and compiled to provide an invaluable reference source in an increasingly European marketplace.
Author: Omar Faruk
Publisher: Elsevier
ISBN: 1782421270
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 775
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Book Description
Natural fiber-reinforced composites have the potential to replace synthetic composites, leading to less expensive, stronger and more environmentally-friendly materials. This book provides a detailed review on how a broad range of biofibers can be used as reinforcements in composites and assesses their overall performance. The book is divided into five major parts according to the origins of the different biofibers. Part I contains chapters on bast fibers, Part II; leaf fibers, Part III; seed fibers, Part IV; grass, reed and cane fibers, and finally Part V covers wood, cellulosic and other fibers including cellulosic nanofibers. Each chapter reviews a specific type of biofiber providing detailed information on the sources of each fiber, their cultivation, how to process and prepare them, and how to integrate them into composite materials. The chapters outline current and potential applications for each fiber and discuss their main strengths and weaknesses. - The book is divided into five major parts according to the origins of the different biofibers - bast, leaf, seed; grass, reed and cane fibers, and finally wood, cellulosic and other fibers including cellulosic nanofibers. - This book provides a detailed review on how a broad range of biofibers can be used as reinforcements in composites and assesses their overall performance - The chapters outline current and potential applications for each fiber and discuss their main strengths and weaknesses
