Étude de l'impact des défauts d'usinage des structures composites par détourage sur leur comportement mécanique

Study of the impact of machining defects of composite structures by trimming on their mechanical behavior

• Auteur / Autrice : Madjid Haddad
• Direction : Redouane Zitoune, Florent Eyma
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique, mécanique des matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites

Procédés de fabrication

Défauts

Usinage

Mots clés libres

Procédés d'usinage

Dommages

Poussières

Essais mécaniques

Dissipation thermique

Résumé

Ce travail, qui porte sur les problématiques de l'usinage par détourage des structures composites fibres longues, est composé de trois volets. Dans le premier volet, l'impact des paramètres de coupe, des procédés d'usinage et de la nature des matériaux composites sur la forme et la taille des défauts de surface est discuté. Le deuxième volet est dédié à la l'analyse des poussières générées lors de l'usinage. Le nombre et la masse des particules sont discutés en fonction de la géométrie des outils, des conditions de coupe et la nature du matériau composite usiné. Le dernier volet est consacré à l'étude de l'impact des défauts de surface et des procédés d'usinage sur le comportement mécanique (quasi- statique et dynamique).

This thesis focuses on problems encountered during the trimming of composites materials using continuous fibers. The thesis is divided into three main parts. In the first part, the machinability of two composites materials made of carbon fiber and epoxy matrix at standard cutting speed and at high cutting speed is investigated. Surface damages induced are analyzed using surface roughness tester and the scanning electronic microscope. The impact of cutting conditions, machining processes (i. E. , cutting tool, abrasive diamond cutter, abrasive water jet machining), and nature of composite materials on the form and size of the surface defects are studied. The second part of the thesis concerns the study of the dust generated during trimming in terms of number of particles present in air and masses. The effect of tool geometry, composite material and cutting conditions on the generated dust is studied. The last part is dedicated to the study of the relationship between machining processes, surface defects and mechanical behaviour of composite parts in quasi-static and dynamic environment. Specimens designed for quasi static tests are instrumented on the surface for the digital images correlations and high speed cameras to monitor the damage generation and progression during the tests. The dynamic tests are instrumented by an infrared camera in order to measure the thermal dissipation during the damaging phases of specimens.