Thèse soutenue

Contribution à la modélisation du comportement mécanique de non-tissés aiguilletés soumis à une sollicitation uniaxiale de traction

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Auteur / Autrice : Benoît Mazé
Direction : Dominique Adolphe
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
Date : Soutenance en 2001
Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les non-tissé et plus particulièrement les aiguilletés ont une structure si complexe qu'il est très difficile de prévoir leurs propriétés mécaniques. De nombreuses étude ont tenté de relier les paramètres de fabrication aux propriétés mécaniques mais n'ont généralement abouti qu'à des résultats qualitatifs ou bien quantitatifs mais restreints au produit étudié. Nous nous inscrivons dans le cadre d'une deuxième approche (lui utilise une modélisation micro-mécanique des méthodes de simulation informatique. Notre modèle est une représentation tridimensionnelle d'une nappe de nontissé où les fibres sont assimilées à des successions de cylindres extensibles, reliés entre eux par des noeuds correspondant à des points de contacts mobiles. Nous supposons que toutes les déformations sont élastiques et réversibles. Le principe général de la simulation est de déformer la structuré par petits incréments et de calculer la nouvelle configuration d'équilibre statique par un processus itératif clé relaxation, le but étant d'obtenir le rhéogramme en traction uniaxiale de la structure. Pour cela, nous ne prenons en compte que les forces de traction dans les fibre, les moments dus à la traction et la torsion et le frottement supposé statique. Pour valider notre méthode, nous l'avons confrontée à des essais réels sur de petites structures de deux ou quatre filaments. Nous obtenons une bonne correspondance entre les rhéogrammes théoriques et expérimentaux pour les faibles déformations. Dans la deuxième moitié des courbes, le modèle surestime la force exercée sur la structure, ce qui provoque une rupture prématurée. Néanmoins, la force à la rupture théorique est proche de la valeur expérimentale. Nous avons donc développé un algorithme robuste qui permettrait de bien simuler le comportement mécanique d'un non-tissé aiguilleté pour de faibles déformations. Il faudrait encore affiner le modèle pour obtenir une meilleure correspondance pour des déformations plus importantes.