Delaminage de materiaux composites a fibres de carbone et a matrices organiques : etude numerique et experimentale, suivi par emission acoustique

Delamination of organic matrix carbon fibre composite materials : numerical and experimental study, acoustic emission monitoring

• Auteur / Autrice : Frédéric Lachaud
• Direction : Roger Barriol
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

L'objectif de ce travail a ete d'etudier experimentalement et numeriquement la propagation du delaminage par flambage local de composites a matrices organiques (t300/914c et as4/peek). Une etude experimentale comparative de ces deux materiaux et de differentes sequences d'empilement, a ete realisee. Ensuite, l'objectif de l'etude numerique a ete de mettre en place les outils numeriques necessaires a l'utilisation de criteres de mecanique de la rupture dans le but de predire la propagation du delaminage. Pour cela, deux etudes preliminaires ont ete menees : - la caracterisation de l'evolution de l'endommagement des deux materiaux a ete realisee experimentalement sur des eprouvettes de traction. Par la suite, un modele theorique d'endommagement a ete applique a nos resultats et a permis de montrer les differences de comportement entre les deux materiaux. Une comparaison entre le comportement experimental et un modele numerique particulier formule en theorie des grands deplacements a ete realisee sur plusieurs stratifications en vue d'une utilisation pour l'analyse numerique du delaminage par flambage local. Le suivi des essais experimentaux par emission acoustique a abouti a l'etablissement d'un critere acoustique de saturation de l'endommagement. - l'influence de l'orientation des fibres a l'interface sur les valeurs de taux de restitution d'energie critique a ete realisee en mode i (dcb) et ii (enf) afin d'affiner l'utilisation des criteres de propagation du delaminage. Pour chaque etude, le suivi par emission acoustique a permis d'affiner la detection de l'endommagement. Ces deux etudes appliquees a l'analyse du delaminage par flambage local, ont contribue a la determination numerique de la direction et de l'effort de propagation du delaminage. Par la suite, l'introduction de l'endommagement des plis flambes a permis de simuler l'apparition de macrofissures et la variation de la direction de propagation du delaminage.