Simulation de la rupture des composites stratifiés dans le cadre de modèle de plaques multicouches

par Paul Bouteiller

Projet de thèse en Mécanique

Sous la direction de Karam Sab.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec NAVIER (laboratoire) et de Matériaux et structures architecturés (equipe de recherche) depuis le 02-01-2019 .


  • Résumé

    La rupture des structures composites stratifiées est un phénomène complexe. Elle est précédée par plusieurs mécanismes de dégradation mécanique du matériau qui dépendent des nombreux paramètres de conception (drapage, séquence d'empilement, diamètre de fixation, géométrie, …). Bien que développée depuis une vingtaine d'années, la modélisation et la simulation de ces mécanismes reste une problématique majeure : la validation de ces modélisations n'a été effectuée que sur un domaine restreint d'utilisation et leur complexité limite aujourd'hui leur diffusion dans le monde de l'ingénierie. Cette thèse a pour objectifs de :  modéliser les mécanismes de dégradation mécanique des matériaux composites pour simuler leur initiation et leur propagation sous sollicitations hors-plan statiques et dynamiques, en fonction des paramètres de conception (drapage, épaisseur, conditions aux limites, énergie d'impact, …)  d'intégrer les mécanismes d'endommagement et de délaminage dans les matériaux composites dans le cadre de nouvelles stratégies de modélisation du pli multicouche formulées en contraintes  d'y inclure également le comportement dynamique et l'effet de non-linéarités géométriques en grands déplacements  d'évaluer l'efficacité et la robustesse de cette approche sur des cas-tests industriels et de recaler les paramètres du modèles sur des résultats expérimentaux Elle s'inscrit dans le cadre du projet MARCOS 2 impliquant l'ONERA et Dassault Aviation dont le but est de combiner les apports de campagnes d'essais permettant de recaler les différents modèles de comportements mécaniques aux outils de simulation développés dans cet thèse afin de fournir, in fine, un outil de dimensionnement des structures composites permettant d'obtenir des critères de tenue après impact.

  • Titre traduit

    Simulation de la rupture des composites stratifiés dans le cadre de modèle de plaques multicouches


  • Résumé

    La rupture des structures composites stratifiées est un phénomène complexe. Elle est précédée par plusieurs mécanismes de dégradation mécanique du matériau qui dépendent des nombreux paramètres de conception (drapage, séquence d'empilement, diamètre de fixation, géométrie, …). Bien que développée depuis une vingtaine d'années, la modélisation et la simulation de ces mécanismes reste une problématique majeure : la validation de ces modélisations n'a été effectuée que sur un domaine restreint d'utilisation et leur complexité limite aujourd'hui leur diffusion dans le monde de l'ingénierie. Cette thèse a pour objectifs de :  modéliser les mécanismes de dégradation mécanique des matériaux composites pour simuler leur initiation et leur propagation sous sollicitations hors-plan statiques et dynamiques, en fonction des paramètres de conception (drapage, épaisseur, conditions aux limites, énergie d'impact, …)  d'intégrer les mécanismes d'endommagement et de délaminage dans les matériaux composites dans le cadre de nouvelles stratégies de modélisation du pli multicouche formulées en contraintes  d'y inclure également le comportement dynamique et l'effet de non-linéarités géométriques en grands déplacements  d'évaluer l'efficacité et la robustesse de cette approche sur des cas-tests industriels et de recaler les paramètres du modèles sur des résultats expérimentaux Elle s'inscrit dans le cadre du projet MARCOS 2 impliquant l'ONERA et Dassault Aviation dont le but est de combiner les apports de campagnes d'essais permettant de recaler les différents modèles de comportements mécaniques aux outils de simulation développés dans cet thèse afin de fournir, in fine, un outil de dimensionnement des structures composites permettant d'obtenir des critères de tenue après impact.