Développement de méthodes de réduction d'échelle pour l'étude de structures composites sollicitées en dynamique rapide

Developement of scale reduction methods for the study of composite structures loaded in rapid dynamic

• Auteur / Autrice : Rémi Grenêche
• Direction : Daniel Coutellier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles réduits

Mots clés libres

Crash

Simulation numérique

Résumé

La présence de distorsions inévitables fait que les méthodes classiques de réduction d'échelle sont inexploitables pour la prédiction du comportement non-linéaire de structures en composite stratifié. Dans un premier temps, une nouvelle méthode capable de tenir compte des effets d'échelle est développée en s'appuyant sur l'exemple d'absorbeurs d'énergie en verre E / Epoxy sollicités en compression axiale statique. Dans un second temps, une étude fréquentielle est réalisée de façon à étendre cette méthode aux sollicitations en dynamique rapide. Des comparaisons avec les résultats issus de la similitude de Cauchy mettent en évidence un gain important en terme de précision des prédictions des paliers d'effort. Enfin, une modélisation par éléments finis est réalisée afin d'étudier les différents phénomènes qui se produisent lors du crash et de tester l'utilisation de la similitude indirecte. Ce modèle numérique permet de préciser les causes de l'effet d'échelle détecté précédemment.

The presence of unavoidable distorsions makes that the standard methods of scale reduction are not usable for the prediction of the non-linear behaviour of structures in laminated composite. First, a new method able to cope with the scale effects is developed from the example of energy absorbers in glass E / Epoxy loaded in static axial compression. In a second instance, a frequential study is carried out in order to extend this method to the loading in rapid dynamic. Some comparisons with the results from the Cauchy's similarity law highlight a significant improvement in term of the accuracy of the predictions of the plateaus of force. Lastly, a model by finite elements is carried out in order to study the various phenomena which occur during crashtests and to investigate the use of the indirect similarity method. This numerical model also makes it possible to specify the causes of the scale effect previously detected.