Modelisation de la rupture sous impact de lentilles composites

Fracture modelling of composite lenses under impact loading

• Auteur / Autrice : THIERRY BATTEFORT
• Direction : Georges Cailletaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites

Lentilles (optique)

Rupture, Mécanique de la

Résumé

L'impact d'une bille d'acier sur les lentilles ophtalmiques, posees sur un appui solide ou sur un anneau de neoprene, est etudie a l'aide de simulations numeriques par la methode des elements finis, correlees par les experiences correspondantes. Dans un premier temps, l'etude est realisee sur les lentilles composites tricouches, constituees d'un noyau de polymere coule entre deux fines couches de verre. La premiere phase de l'analyse consiste en la determination des contraintes residuelles engendrees dans la structure lors de la fabrication. Dans le cas d'un impact sur appui lineaire de la rupture permet de predire le type d'endommagement observe en fonction de la vitesse de l'impacteur. En pesence de l'anneau de neoprene, les simulations numeriques et les essais montrent que la sollicitation se decompose en trois phases distinctes: deux phases de contact bille-lentilles, separees par une phase d'une duree comparable durant laquelle la bille et la lentille ne sont pas en contact. L'hypothese d'une excitation preferentielle de la premiere frequence de vibration des structures est verifiee durant les periodes de sollicitation conduisant aux deflexions et contraintes maximales, et des modeles ponctuels equivalents deprediction sont definis pour les impacts realises sur les deux types d'appui. Des essais de rupture du verre mineral en multiaxial permettent alors d'approcher la probabilite de rupture de la lentille composite, selon la theorie de weibull, lors de l'impact sur anneau de neoprene