Contribution au développement de la simulation numérique des matériaux composites à renforts tissés pour l'application au crash
Auteur / Autrice : | Olivier Cousigné |
Direction : | Daniel Coutellier, Hakim Naceur |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mécanique. Énergétique, matériaux |
Date : | Soutenance le 29/11/2013 |
Etablissement(s) : | Valenciennes |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire d'automatique, de mécanique et d'informatique industrielles et humaines (Valenciennes, Nord ; 1994-...) |
Pôle de recherche et d'enseignement supérieur (PRES) : Communauté d'universités et d'établissements Lille Nord de France (2009-2013) | |
Jury : | Président / Présidente : Serge Abrate |
Examinateurs / Examinatrices : Daniel Coutellier, Hakim Naceur, Jean-François Ferrero, Laurent Guillaumat, David Moncayo, Pedro P. Camanho | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Ferrero, Laurent Guillaumat |
Mots clés
Résumé
Cette étude présente le développement d'une méthode expérimentale et numérique de caractérisation du comportement d'un matériau composite à renforts tissés, depuis l'échelle microscopique jusqu'au niveau macroscopique, en augmentant progressivement la complexité des géométries et des cas de chargement. Un nouveau modèle matériau numérique a été développé sous la forme d'un UMAT pour le logiciel éléments finis LS-DYNA. Ce modèle est capable de prédire un comportement linéaire ou non-linéaire, la déformation plastique, la rupture et l'endommagement progressif du matériau après rupture, tout en respectant les différentes restrictions imposées par le domaine industriel. Une formulation non-locale a été implémentée afin d'éviter les phénomènes indésirables de localisation de l'endommagement et d'offrir l'indépendance du modèle à la finesse du maillage. La première étape du processus de validation est la simulation des essais quasi-statiques sur des échantillons, ce qui permet de définir les paramètres numériques fondamentaux correspondant aux propriétés mécaniques et au comportement macroscopique du matériau étudié. Ensuite, les simulations d'impact assurent l'étude des modèles de dégradation. Une bonne corrélation a été obtenue pour les différents cas de chargement.