Modélisation du comportement plan d'un composite quasi-unidirectionnel

Plane constitutive model of a e-glass/polyester quasi-unidirectional composite under low and high strain rates: application to impact tests

• Auteur / Autrice : Cyrille Kammerer
• Direction : Thierry Bretheau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des polymères
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Paris 13

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites -- Délaminage

Contraintes (mécanique)

Composites

Résumé

Dans le cadre de l'étude de l'impact de projectiles de petit et moyen calibres sur des cibles bicouches constituées d'un carreau de céramique en face avant et d'une plaque composite en face arrière, ce travail s'intéresse a un pli élémentaire quasi-unidirectionnel de verre e/polyester et a son comportement sous grands taux de déformation. Une première partie, consacrée à la caractérisation du comportement quasi-statique en traction plane et en cisaillement plan du pli, nous conduit à l'écriture d'une loi de comportement. Celle-ci, en se plaçant dans le cadre thermodynamique des processus irréversibles, est une loi elastoviscoplastique endommageable. Le couplage utilise entre l'endommagement et la viscoplasticité est effectue grâce au concept du bi-matériau. L'identification des paramètres matériels de la loi est réalisée en minimisant l'erreur entre un essai et sa simulation. Pour étudier le comportement du pli a forts taux de déformation, nous présentons une nouvelle fixation d'éprouvette adaptée a tous types de matériaux orthotropes et permettant l'emploi des barres d'Hopkinton en traction. Les simulations de ces essais sont effectuées en utilisant la loi de comportement identifiée en quasi-statique et grâce au code de calcul abaqus. Celles-ci nous permettent de quantifier les poids des caractères endommageable et plastique du pli dans sa réponse à une sollicitation dynamique. De bonnes correspondances entre l'expérience et les simulations sont obtenues. Ce travail se termine par quelques considérations sur la rupture en traction du pli. Une application directement envisageable est la comparaison simulation/expérience de l'impact sur un empilement unidirectionnel de tels plis. D'autre part, ce travail débouche sur l'étude et la modélisation de la fissuration interlaminaire, le délaminage. Celle-ci permettra de prendre en compte, dans les simulations d'impact, les conséquences des empilements d'orientation différente des plis élémentaires