Étude et modélisation de l'endommagement des composites stratifiés SIC-SIC : exploitation d'essais statiques et de type Hopkinson

par François Bras

Thèse de doctorat en Mécanique, génie mécanique, génie civil

Sous la direction de Olivier Allix.

Soutenue en 1996

à Cachan, Ecole normale supérieure .


  • Résumé

    La connaissance du comportement dynamique de composites stratifies sic-sic sous sollicitations dynamiques est utile pour dimensionner certaines protections balistiques. Tout d'abord, nous avons choisi, dans ce travail de modélisation et d'identification du comportement, l'échelle mésoscopique du pli orthotrope sic-sic, qui présente l'intérêt de décrire de façon relativement simple les mécanismes de dégradation dans le plan du stratifie, le délaminage n'étant pas aborde. Le comportement du pli élémentaire est étudié au moyen de la mécanique de l'endommagement, avec l'utilisation d'un endommagement retarde, qui permet une description saine de la rupture et la prise en compte des effets dynamiques. Les paramètres du comportement qui peuvent être identifies lors d'essais statiques sont détermines avant de réaliser des essais dynamiques type Hopkinson en compression et en flexion. Nous développons un outil de simulation numérique de ces essais, base sur la théorie des poutres de Timoshenko, appliquée dans un cas hétérogène et non linéaire. Un schéma d'intégration aux différences centrées y est utilise. Pour analyser l'écart existant entre les simulations avec chargement en effort ou en vitesse de la compression dynamique d'une éprouvette, nous avons créé une interface, de rigidité variable, qui montre que les simulations en vitesse y sont très sensibles, contrairement aux simulations en effort. L'effet d'un contact tridimensionnel barre-éprouvette est également étudié. Les essais de flexion mettent aussi en évidence l'influence des conditions aux limites, qui conduit notamment a effectuer une simulation hybride : en vitesse lors du contact barre-éprouvette, en effort sinon. Ainsi, la simulation permet de prévoir qualitativement l'endommagement constate expérimentalement, mais le manque de concordance des données en empêche la quantification. Les perspectives résident alors dans une simulation tridimensionnelle des essais et dans l'amélioration des essais de flexion.

  • Titre traduit

    Study and modelling of damage of sic-sic laminated composites : use of static and Hopkinson type tests


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  • Détails : 1 vol. (145 p.)
  • Annexes : 135 réf.

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