Contribution à l'étude de l'influence des interphases sur les propriétés mécaniques à l'échelle macroscopique d'un composite unidirectionnel : approche numérique

par Lina Marcela Riaño Vélez

Thèse de doctorat en Mécanique des solides , génie mécanique, productique, transport et génie civil

Sous la direction de Yoann Joliff.

Le président du jury était Gilles Hivet.

Le jury était composé de Yoann Joliff, Gilles Hivet, Patrick Ienny, Frédéric Jacquemin, Jean-François Chailan, Christian Hochard.

Les rapporteurs étaient Patrick Ienny, Frédéric Jacquemin.


  • Résumé

    Les matériaux composites sont largement utilisés pour la réalisation de pièces et de structures à haute performance mécanique. Pour développer de nouveaux composites, le recourt à la simulation numérique est de plus en plus fréquent. Il convient de pouvoir décrire avec une assez bonne précision les comportements des constituants et du matériau global à l'état initial et au cours du temps. Dans cette étude, le rôle des interphases sur les propriétés mécaniques à l'échelle macroscopique (principalement dans le domaine élastique) a été mis en évidence. A partir d'un plug-in développé dans ce travail, la génération automatiquement de microstructures de composite UD intégrant ou pas l’interphase a été faite. Pour fiabiliser les modèles, la majorité des données d'entrée reposent sur des valeurs expérimentales acquises à différentes échelles. Au final, cette étude montre la nécessité de prendre en compte l'interphase dans les simulations numériques pour améliorer les prédictions des calculs.

  • Titre traduit

    A contribution to the study of the influence of interphases of the mechanical properties at a macroscopic scale of a unidirectional composite : numerical approach


  • Résumé

    Composite materials are widely used for the manufacturing of parts and structures with high mechanical performances. ln order to develop new composite materials, the use of modelling and simulation has become essential. The behaviors of the composite constituents as well as overall material in the initial state and over time should be accurately described. ln this study, the raie of interphases on macroscopic mechanical properties (mainly in the elastic domain) has been highlighted. A plug-in developed in this work, to generate automatically the geometry of UD composite microstructures integrating or not the interphase was made. Reliable models are obtained thanks to the fact that the majority of input data are based on experimental values acquired at different scales. Finally, this study shows the need to take into account the interphase in numerical simulations to improve predictions of calculations.


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