Rupture des composites stratifiés sous chargement dynamique PDF Download
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Author: Jean-François Deü
Publisher:
ISBN: 9782110899422
Category :
Languages : fr
Pages : 172
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Book Description
Cette étude est consacrée a la prévision de l'endommagement et de la rupture de composites stratifies. Pour cela, des méso-modèles de comportement, dans lesquels le stratifie est décrit comme un empilement de couches et d'interfaces interlaminaires, sont utilises en statique. Les effets de l'endommagement sont pris en compte par l'intermédiaire de variables internes supposées uniformes dans l'épaisseur des couches. Une extension de ces modèles aux cas de sollicitations dynamiques est proposée. Elle est basée sur l'utilisation de lois d'endommagement dépendantes du temps, lois appelées retardées. Ces lois introduisent la notion de vitesse maximale d'endommagement. Physiquement, elles sont fondées sur l'idée que la vitesse de propagation des microfissures est finie. Par rapport au cas de sollicitations statiques, le principal paramètre supplémentaire est la vitesse maximale d'endommagement, qui, combinée a la vitesse de propagation des ondes du milieu endommage, introduit une longueur caractéristique dans la modélisation. Les apports de ces modèles vis-à-vis des questions d'unicité, de localisation et de stabilité sont étudiés sur la base de travaux analogues en viscoplasticité. Concernant les problèmes de dépendance au maillage, le modèle développé présente l'intérêt de pouvoir estimer, a priori, la taille des éléments à utiliser. Une discussion sur l'identification des paramètres du modèle est également proposée. Elle est principalement basée sur l'analyse de simulations unidimensionnelles d'essais d'impact plaque-plaque. L'implantation des méso-modèles d'endommagement dans le code de calcul éléments finis de dynamique dyna3d permet de confirmer les apports dus a l'effet retard et de valider l'approche sur des simulations d'essais aux barres d'Hopkinson (essais de compression et flexion dynamique sur composite sic/sic) ainsi que sur un exemple d'impact sur plaque stratifiée sic/mas-l.
Author: Jean-François Deü
Publisher:
ISBN: 9782110899422
Category :
Languages : fr
Pages : 172
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Book Description
Cette étude est consacrée a la prévision de l'endommagement et de la rupture de composites stratifies. Pour cela, des méso-modèles de comportement, dans lesquels le stratifie est décrit comme un empilement de couches et d'interfaces interlaminaires, sont utilises en statique. Les effets de l'endommagement sont pris en compte par l'intermédiaire de variables internes supposées uniformes dans l'épaisseur des couches. Une extension de ces modèles aux cas de sollicitations dynamiques est proposée. Elle est basée sur l'utilisation de lois d'endommagement dépendantes du temps, lois appelées retardées. Ces lois introduisent la notion de vitesse maximale d'endommagement. Physiquement, elles sont fondées sur l'idée que la vitesse de propagation des microfissures est finie. Par rapport au cas de sollicitations statiques, le principal paramètre supplémentaire est la vitesse maximale d'endommagement, qui, combinée a la vitesse de propagation des ondes du milieu endommage, introduit une longueur caractéristique dans la modélisation. Les apports de ces modèles vis-à-vis des questions d'unicité, de localisation et de stabilité sont étudiés sur la base de travaux analogues en viscoplasticité. Concernant les problèmes de dépendance au maillage, le modèle développé présente l'intérêt de pouvoir estimer, a priori, la taille des éléments à utiliser. Une discussion sur l'identification des paramètres du modèle est également proposée. Elle est principalement basée sur l'analyse de simulations unidimensionnelles d'essais d'impact plaque-plaque. L'implantation des méso-modèles d'endommagement dans le code de calcul éléments finis de dynamique dyna3d permet de confirmer les apports dus a l'effet retard et de valider l'approche sur des simulations d'essais aux barres d'Hopkinson (essais de compression et flexion dynamique sur composite sic/sic) ainsi que sur un exemple d'impact sur plaque stratifiée sic/mas-l.
Author: D. R. J. Owen
Publisher:
ISBN:
Category : Plasticity
Languages : en
Pages : 944
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Author: Pascal Hubert
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 442
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Author: CONSTANTIN.. BAXEVANAKIS
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 189
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Book Description
LES MATERIAUX COMPOSITES A MATRICE ORGANIQUE ET FIBRES HAUT MODULE SONT LARGEMENT UTILISES DANS DE DOMAINES COMME L'AERONAUTIQUE ET L'ASTRONAUTIQUE OU LES PROPRIETES SPECIFIQUES DU MATERIAU JOUENT UN ROLE TRES IMPORTANT. LE DIMENSIONNEMENT DE CES STRUCTURES REPOSE SUR DES RESULTATS EXPERIMENTAUX OBTENUS EN LABORATOIRE A UNE ECHELLE BEAUCOUP PLUS PETITE QUE LA STRUCTURE REELLE. L'UTILISATION DE MODELES PROBABILISTES EST IMPOSEE PREMIEREMENT PAR L'EXTRAPOLATION DES VALEURS DU LABORATOIRE A L'ECHELLE REELLE ET PAR LA DISPERSION DES RESULTATS QUE CES MATERIAUX PRESENTENT. LES PRINCIPAUX MODES D'ENDOMMAGEMENT RENCONTRES LORS DE LA RUPTURE DES MATERIAUX COMPOSITES STRATIFIES SONT A) LA RUPTURE DES FIBRES B) LA RUPTURE A L'INTERFACE FIBRE-MATRICE. C) LE DELAMINAGE. LES DEUX PREMIERS MECANISMES PRESENTENT UN CARACTERE PROBABILISTE DUE A LA PRESENCE DES MICRO-DEFAUTS DANS LES FIBRES OU A L'INTERFACE FIBRE-MATRICE TANDIS QUE LE DELAMINAGE EST DU A LA SEQUENCE D'EMPILEMENT DES PLIS DANS LE STRATIFIE. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE CONSISTE A ESTIMER LA CONTRAINTE A RUPTURE D'UN COMPOSITE STRATIFIE (T300/914) A PARTIR D'UNE APPROCHE MICRO-MACRO OU DES INFORMATIONS STATISTIQUES CONCERNANT LA DISTRIBUTION DES DEFAUTS DANS LE MATERIAU SONT COUPLEES AVEC DES CALCULS PAR ELEMENTS FINIS. CES INFORMATIONS ONT ETE OBTENUES A PARTIR DES ESSAIS MECANIQUES ADEQUATS, PUIS SONT INTRODUITES DANS LE CALCUL. PENDANT LA SIMULATION, LES DEFAUTS DISTRIBUES ALEATOIREMENT SE ROMPENT SELON DES CRITERES DE RUPTURE LOCAUX, ENSUITE PAR DES METHODES D'HOMOGENEISATION LA LOI DE COMPORTEMENT A RUPTURE DU MATERIAU EST CALCULE. CETTE APPROCHE EST UN OUTIL PUISSANT AFIN D'ETUDIER: A) LES EFFETS D'ECHELLE B) LE ROLE DES DIFFERENTS PARAMETRES INTERVENANT DANS LA RUPTURE DU MATERIAU. A TERME L'UTILISATION DES CRITERES PROBABILISTES POUR LE DIMENSIONNEMENT DES STRUCTURES EN MATERIAUX COMPOSITES PEUT ENTRAINER UN GAIN DE POIDS IMPORTANT EN COMPARAISON AUX CRITERES CONVENTIONNELS DES FACTEURS DE SECURITE
Author: Stéphanie Miot
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Category :
Languages : fr
Pages : 115
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L’utilisation des matériaux composites est en plein essor depuis quelques années, notamment dans le secteur aéronautique. C’est dans le cadre d’un partenariat avec Eurocopter que s’inscrivent ces travaux de thèse visant à analyser expérimentalement et à modéliser le comportement jusqu’à rupture de structures composites stratifiées sous chargements statique et de fatigue. Pour décrire le comportement mécanique des matériaux composites, plusieurs mécanismes de dégradation sont à considérer. Un modèle, basé sur la Mécanique de l’Endommagement, a récemment été développé au LMA. Il traduit les effets des endommagements transverse et de cisaillement, se caractérisant par la formation de petites fissures évoluant le long des fibres. Ce modèle a été intégré dans le code de calcul Abaqus/Standard afin d’étudier le comportement de structures stratifiées soumises à un chargement statique ou de fatigue. Les comparaisons essais / simulation ayant mis en évidence le fait que les critères de rupture classiques ne fonctionnent pas si le champ de déformation n’est pas homogène, une approche non locale a été développé. Basée sur un Volume Caractéristique de Rupture, elle permet de prendre en compte l’effet des concentrations de contraintes pour décrire la rupture de structures stratifiées. Une confrontation expérimentale a permis de valider le modèle de comportement associé à l’approche non locale pour divers matériaux, stratifiés et géométries pour des cas de chargements statiques. L’application aux cas de chargements de fatigue est encore à l’étude. Toutefois, les premières comparaisons entre les résultats de simulations et les essais sont encourageants.
Author:
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Category : Physics
Languages : en
Pages : 844
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Category : Dynamics
Languages : en
Pages : 840
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Author: Ghias Mohamad
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 230
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Book Description
Les matériaux composites ont connu un grand succès dans le domaine de la construction surtout dans les structures avancées. Toutes les structures en question exigent le maximum de satisfaction au niveau des propriétés des matériaux utilisés. Dans les navires et les avions, la possibilité d’avoir des explosions ne peut pas être mise à l’écart au moment de la conception d’une telle structure. Il est donc très important d’étudier et de tester les structures sous des chargements dynamiques. Un des objectifs est le développement des structures raidies améliorées pour les superstructures de navires à base de composites à renforts fibreux. Parmi les différents types de panneaux raidis dans une superstructure nous nous intéressons à des panneaux sandwichs avec des raidisseurs de type oméga. La structure raidie se compose d’un panneau sandwich à âme balsa joints par le remplisseur formant une transition douce (rayon de 25 millimètres), et au-dessus un raidisseur oméga stratifié de la même épaisseur que la peau du sandwich. Ces structures ont été testées sous trois vitesses d’impact : 5, 10 et 15 m/s. Pour réaliser ces essais, une machine de choc hydraulique dont dispose I’ENSTA Bretagne a été employée. Les réponses dynamiques d’un raidisseur type Ω collé, par un adhésif, sur un panneau composite de type sandwich ont été étudiées dans ce travail, sous différentes vitesses d’impact dans l’objectif d’avoir le maximum d’informations en ce qui concerne les effets de la vitesse d’impact sur de telles structures. L’analyse des résultats pour les trois vitesses d’impact appliquées aux structures, nous permet d’énoncer des conclusions sur l’évolution de la raideur dynamique, de l’effort maximal et de la cinétique de l’endommagement avec la vitesse d’impact.
Author: Dawei Lai
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Category :
Languages : fr
Pages :
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Le comportement à l'endommagement en compression est un facteur très important dans la conception des matériaux composites, notamment lorsque ces derniers sont sujets à des concentration de contraintes. Le ut de cette étude est de comprendre les mécanismes de défaillance des plaques stratifiées soumises à ce type de sollicitations. Pour éviter les difficultés habituelles de l'étude en compression, les tests mécaniques sont effectués sur des éprouvettes compactes. L'évolution de l'endommagement est suivie au cours des essais, puis reliée à la variation du comportement mécanique. Ceci permet de dégager, par la suite des critères et des lois de comportement.
Author: François Bras
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Category :
Languages : fr
Pages : 145
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Book Description
La connaissance du comportement dynamique de composites stratifies sic-sic sous sollicitations dynamiques est utile pour dimensionner certaines protections balistiques. Tout d'abord, nous avons choisi, dans ce travail de modélisation et d'identification du comportement, l'échelle mésoscopique du pli orthotrope sic-sic, qui présente l'intérêt de décrire de façon relativement simple les mécanismes de dégradation dans le plan du stratifie, le délaminage n'étant pas aborde. Le comportement du pli élémentaire est étudié au moyen de la mécanique de l'endommagement, avec l'utilisation d'un endommagement retarde, qui permet une description saine de la rupture et la prise en compte des effets dynamiques. Les paramètres du comportement qui peuvent être identifies lors d'essais statiques sont détermines avant de réaliser des essais dynamiques type Hopkinson en compression et en flexion. Nous développons un outil de simulation numérique de ces essais, base sur la théorie des poutres de Timoshenko, appliquée dans un cas hétérogène et non linéaire. Un schéma d'intégration aux différences centrées y est utilise. Pour analyser l'écart existant entre les simulations avec chargement en effort ou en vitesse de la compression dynamique d'une éprouvette, nous avons créé une interface, de rigidité variable, qui montre que les simulations en vitesse y sont très sensibles, contrairement aux simulations en effort. L'effet d'un contact tridimensionnel barre-éprouvette est également étudié. Les essais de flexion mettent aussi en évidence l'influence des conditions aux limites, qui conduit notamment a effectuer une simulation hybride : en vitesse lors du contact barre-éprouvette, en effort sinon. Ainsi, la simulation permet de prévoir qualitativement l'endommagement constate expérimentalement, mais le manque de concordance des données en empêche la quantification. Les perspectives résident alors dans une simulation tridimensionnelle des essais et dans l'amélioration des essais de flexion.
