Estimation multi-échelle des propriétés effectives d’un composite avec prise en compte des désorientations de mèches dues à la mise en forme

Multi-scale simulation of the effective properties of a composite taking into account disorientations of warps due to formatting

• Auteur / Autrice : Adrien Lebrun
• Direction : Jacques Renard
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences et génie des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2011; Soutenance le 25/01/2018
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ENSMP MAT. Centre des matériaux (Evry, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : MAT-Surface Interface Procédés - SIP
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation de la thèse : École nationale supérieure des mines (Paris ; 1783-....)

Mots clés

Mots clés libres

Composites

Structure

Gain de poids

Composites

Structure

Weight gain

Résumé

Les propriétés mécaniques d'un matériau composite renforcé tissé dépendent du tissage ainsi que la fraction volumique de fibres. En raison du processus de formage, le tissu se déforme donc modifie la tenue mécanique une fois de plus. La présente contribution traite de la caractérisation de ces structures déformées. Néanmoins, pour des raisons de coût et de faisabilité, la caractérisation expérimentale est très difficile. Il est donc nécessaire d'utiliser une autre méthode pour obtenir un comportement plus proche du matériau composite. De nouvelles approches analytiques et numériques sont ainsi proposées afin d'obtenir les propriétés mécaniques des états cisaillées du composite tissé. Il est en effet extrêmement difficile à représenter des cellules individuelles réalistes pour des matériaux composites avec une fraction volumique élevée en fibres de plus de 50% avec le logiciel actuellement disponibles. De nombreuses méthodes d'analyse peuvent être trouvés dans la littérature, mais ceux-ci sont le plus souvent dédiés à des tissus spécifiques et ne peuvent pas facilement être généralisés.

The mechanical properties of a woven reinforced composite material are dependent on the type of weaving as well as the fibre volume fraction. Due to the forming process, the fabric is deformed thus modifie the mechanical behavior once again. The present contribution deals with the characterization of such deformed structures. Nevertheless, for reasons of cost and feasibility, experimental characterization is very difficult. It is thus necessary to use another method to obtain a closest behaviour of the composite. New analytical and numerical approaches are proposed to obtain the mechanical properties of the sheared states of the woven composite. It is indeed extremely difficult to represent individual realistic cells for composite materials with a high fibre volume fraction of more than 50% with software presently available. Numerous analytical methods can be found in literature but these are most often dedicated to (but these can usually only be used on) specific fabrics and cannot easily be generalized.