Modélisation du comportement des composites stratifiés à préformes textiles avec prédiction du délaminage pour des simulations d'impact (Document en Anglais)
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Modalités de diffusion de la thèse :
Modalités de diffusion de la thèse :
Auteur : Treutenaere Sylvain
Date de soutenance : 01-02-2016
Directeur(s) de thèse : Lauro Franck
Président du jury : Castanié Bruno
Membres du jury : Lauro Franck
- Bennani Bruno
- Deletombe Eric
- Carrere Nicolas
- Petrinic Nik
- Mottola Ernesto
- Ngueveu Yann-Claude
Rapporteurs : Carrere Nicolas
- Petrinic Nik
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Treutenaere, Sylvain
Nom
Treutenaere
Prénom
Sylvain
Nationalité
Français
Date de soutenance : 01-02-2016
Directeur(s) de thèse : Lauro Franck
Lauro, Franck
Nom
Lauro
Prénom
Franck
Président du jury : Castanié Bruno
Castanié, Bruno
Nom
Castanié
Prénom
Bruno
Membres du jury : Lauro Franck
Lauro, Franck
Nom
Lauro
Prénom
Franck
Bennani, Bruno
Nom
Bennani
Prénom
Bruno
Deletombe, Eric
Nom
Deletombe
Prénom
Eric
Carrere, Nicolas
Nom
Carrere
Prénom
Nicolas
Petrinic, Nik
Nom
Petrinic
Prénom
Nik
Mottola, Ernesto
Nom
Mottola
Prénom
Ernesto
Ngueveu, Yann-Claude
Nom
Ngueveu
Prénom
Yann-Claude
Rapporteurs : Carrere Nicolas
Carrere, Nicolas
Nom
Carrere
Prénom
Nicolas
Petrinic, Nik
Nom
Petrinic
Prénom
Nik
Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d'Informatique Industrielles et Humaines - LAMIH
Ecole doctorale : Sciences pour l'ingénieur (SPI)
Discipline : Mécanique. Énergétique, matériaux
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : CompositesModélisationEndommagementViscoélasticitéDélaminage
Composites -- Délaminage -- Thèses et écrits académiquesÉléments finis, Méthode des -- Thèses et écrits académiquesEndommagement, Mécanique de l' (milieux continus) -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Les composites à matrice organique et renforcés par des préformes textiles (CMORT) sont en passe d’être déployés sur les véhicules de grandes séries pour réduire leur poids. Lorsqu’ils sont soumis à des impacts basse vitesse ces matériaux présentent des comportements complexes qui doivent être précisément modélisés et prédis au moyen de simulations par éléments finis. Dans ce but, un modèle matériau a été développé et implémenté dans un code éléments finis commercial. Soumis à un impact basse vitesse, un CMORT présente quatre mécanismes physiques majeurs qui altèrent la rigidité initiale du matériau : fissuration matricielle intralaminaire, rupture des fibres, délaminage et sensibilité à la vitesse de déformation. L’endommagement matriciel est modélisé grâce à un modèle constitutif reposant sur la mécanique de l’endommagement des milieux continus. Basé sur l’Onera Damage Model, il prend en compte les mécanismes de friction aux abords des fissures. La sensibilité à la vitesse de déformation est introduite au moyen d’un modèle de Maxwell généralisé. Ensuite, un critère de rupture est utilisé pour prédire l’initiation de la rupture des fibres et l’endommagement des fibres qui en découle est régularisé par l’utilisation d’un modèle de rupture progressive. Finalement, afin de prédire précisément le comportement hors-plan d’un stratifié, le calcul d’une distribution de déformation réaliste à travers l’épaisseur est réalisé au niveau du modèle matériau. Cette modélisation est capable de prendre en compte les effets du délaminage en utilisant seulement un élément coque. De plus, l’intégralité du modèle est formulé suivant la description Lagrangienne totale afin d’assurer l’objectivité et la cohérence matérielle durant la simulation. La procédure d’identification, ainsi que les tests de validation et les corrélations essais/simulations sont décrits pour chaque mécanisme physique. Enfin, le modèle est évalué au travers de la prédiction du comportement d’une structure automobile industrielle.
Classification : Sciences de l'ingénieur
Mots-clés : CompositesModélisationEndommagementViscoélasticitéDélaminage
Composites -- Délaminage -- Thèses et écrits académiquesÉléments finis, Méthode des -- Thèses et écrits académiquesEndommagement, Mécanique de l' (milieux continus) -- Thèses et écrits académiques
Résumé : Les composites à matrice organique et renforcés par des préformes textiles (CMORT) sont en passe d’être déployés sur les véhicules de grandes séries pour réduire leur poids. Lorsqu’ils sont soumis à des impacts basse vitesse ces matériaux présentent des comportements complexes qui doivent être précisément modélisés et prédis au moyen de simulations par éléments finis. Dans ce but, un modèle matériau a été développé et implémenté dans un code éléments finis commercial. Soumis à un impact basse vitesse, un CMORT présente quatre mécanismes physiques majeurs qui altèrent la rigidité initiale du matériau : fissuration matricielle intralaminaire, rupture des fibres, délaminage et sensibilité à la vitesse de déformation. L’endommagement matriciel est modélisé grâce à un modèle constitutif reposant sur la mécanique de l’endommagement des milieux continus. Basé sur l’Onera Damage Model, il prend en compte les mécanismes de friction aux abords des fissures. La sensibilité à la vitesse de déformation est introduite au moyen d’un modèle de Maxwell généralisé. Ensuite, un critère de rupture est utilisé pour prédire l’initiation de la rupture des fibres et l’endommagement des fibres qui en découle est régularisé par l’utilisation d’un modèle de rupture progressive. Finalement, afin de prédire précisément le comportement hors-plan d’un stratifié, le calcul d’une distribution de déformation réaliste à travers l’épaisseur est réalisé au niveau du modèle matériau. Cette modélisation est capable de prendre en compte les effets du délaminage en utilisant seulement un élément coque. De plus, l’intégralité du modèle est formulé suivant la description Lagrangienne totale afin d’assurer l’objectivité et la cohérence matérielle durant la simulation. La procédure d’identification, ainsi que les tests de validation et les corrélations essais/simulations sont décrits pour chaque mécanisme physique. Enfin, le modèle est évalué au travers de la prédiction du comportement d’une structure automobile industrielle.
Type de contenu : Texte
Format : PDF
Format : PDF
Identifiant : uvhc-ori-oai-wf-1-1963
Type de ressource : Thèse
Type de ressource : Thèse