Compression apres impact d'une plaque stratifiee : etude experimentale et modelisation elements finis associee

par Michel Renault

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Physique

Sous la direction de C. WIELGOSZ.

Soutenue en 1994

à Nantes .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La prevision de la tenue residuelle d'une structure impactee soumise a un chargement complexe est un facteur clef pour la tolerance aux dommages des materiaux composites. Cette etude identifie le mecanisme de ruine d'une plaque impactee chargee en compression et propose une modelisation numerique. La structure etudiee pour developper le modele est une plaque (150mm x 100mm), 32 plis quasi-isotrope carbone-epoxyde t300/914. Des impacts de faibles vitesses et de basses energies (5j<w(j)<15j) sont realises. Des expertises de nature non-destructive (ultra-sons, rayons x) ou destructives (coupes micrographiques) sont pratiquees afin de decrire avec precision les dommages tridimentionnels (forme, taille, position). Les essais de compression apres impact (cai) avec un dispositif anti-flambement sont effectues sur les eprouvettes dotees de jauges extensiometriques. Ces essais permettent de quantifier l'influence de l'energie sur le profil de deformation autour de la zone endommagee (sur la face impactee et la face non impactee). Les essais de compression avec releves des deplacements hors plan permettent d'etablir: ? les comportements en compression sont qualitativement semblables pour toutes les energies. ? il y a un flambage local de la zone endommagee. L'analyse des resultats experimentaux montre que le mecanisme de rupture est gouverne par: ? un comportement non-lineaire elastique de la zone du dommage caracterise par une chute de rigidite reversible. ? flambage locale de tous les plis dans l'epaisseur de l'eprouvette. ? a la rupture, la deformation est maximale au centre de la face impactee et atteint le niveau de rupture de l'unidirectionnel en compression. Afin de simuler ces mecanismes, un profil de chute de rigidite dans la zone endommagee ainsi que plusieurs delaminages affectes d'une deflexion initiale sont introduits dans un modele elements finis. Les donnees experimentales sont utilisees pour calibrer le modele numerique ou les chutes de rigidite dependent de l'energie d'impact. Les deformations calculees et experimentales sur la plaque pendant le chargement presentent une bonne correlation ce qui permettra d'envisager un critere de rupture que l'on appliquera a des chargements complexes

  • Titre traduit

    COMPRESSION strength AFTER IMPACT OF A CARBON EPOXY LAMINATE: FAILURE MECHANISMS AND NUMERICAL MODELLING


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  • Détails : 156 P.
  • Annexes : 17 REF.

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  • Cote : 1994NANT2117
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