Simulation des endommagements et de la rupture dans les composites stratifies

Damage and rupture prediction for laminated structures

• Auteur / Autrice : Laurent Gornet
• Direction : Pierre Ladevèze
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Époxydes

Fibres de carbone

Stratifiés

Composites -- Délaminage

Résumé

L'objectif de ce travail mené en collaboration avec le cnes toulouse est de proposer et de mettre en uvre dans le cadre des éléments finis classiques des stratégies fiables permettant la prévision de l'endommagement jusqu'a rupture des structures composites stratifiées carbone/époxy. Le composite est décrit dans nos travaux à une échelle intermédiaire appelée meso, comme un empilement de monocouches homogènes dans l'épaisseur et d'interfaces interlaminaires. Les mécanismes de dégradation sont homogènes dans l'épaisseur de chacune des couches. Ces dégradations des couches sont dues à des ruptures de fibres ainsi qu’à une micro fissuration de la matrice parallèlement à la direction des fibres. Tous ces phénomènes d'endommagement sont pris en compte au travers d'un modèle de comportement tridimensionnel elasto-plastique endommageable. Les délaminages sont modélises par une loi de comportement de l'interface élastique endommageable. L'un des apports de cette étude réside dans la réalisation du code éléments finis endo-strat-ef base sur le code e. F. Castem 2000 développe par le c. E. A. . Notre logiciel permet de conduire des calculs non linéaires intégrant les différents mécanismes de dégradation des structures stratifiées sur des géométries complexes et pour différents types de cas de chargement. La description des phénomènes de dégradation à l'échelle meso associée a des lois d'évolution de l'endommagement avec effet de retard permet de réaliser des simulations objectives vis-à-vis de la discrétisation e. F. . Des simulations sont menées sur des éprouvettes d. C. B. , e. N. F. Et m. M. F. . Elles permettent d'identifier le modèle d'interface pour le matériau m55j/m18 a partir d'essais réalises a l'aérospatiale suresnes. L'étude de plaques stratifiées soumises a un état de tension met en évidence l'endommagement des couches ainsi que la propagation du délaminage jusqu'a la phase ultime de la rupture.