Contribution à la modélisation de l'inter couche dans les stratifiés composites : application aux effets de bords libres

par Mohamed Haboussi

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Hélène Dumontet.

Soutenue en 1998

à Paris. ENSAM .


  • Résumé

    Des modèles raffines sont développes pour décrire la réalité physique de l'inter couche. Le premier modèle de comportement dit de transition évolutif a été établi en utilisant la notion d'effet de paroi. Il permet de faire une description réaliste de l'enrichissement en résine de l'inter couche et de la répartition spécifique des fibres dans celle-ci. Ce modèle fait intervenir des paramètres physiques lies à l'élaboration du composite qui sont le diamètre des fibres et la fraction volumique moyenne de celles-ci. Deux autres modèles ont été ensuite développes, en utilisant la technique des développements asymptotiques raccordes. Définis sur une surface matérielle, ils sont asymptotiquement équivalents lorsque l'épaisseur de l'inter couche tend vers zéro à un problème de transmission a travers une inter couche au comportement de transition évolutif. Lorsque l'inter couche est rigide ou présente un faible enrichissement en résine, le modèle d'interface équivalent est le modèle d'interface parfaite au premier ordre, complète par des conditions de saut en déplacements et contraintes, au deuxième ordre. Lorsque l'inter couche est partiellement ou totalement enrichie en résine, le modèle d'interface équivalent obtenu est le modèle d'interface imparfaite, reliant les sauts de déplacement au vecteur contrainte a l'interface a travers des coefficients de raideur fonction des propriétés de la résine et de sa proportion. Ce modèle est complet par une condition physique de non interpenetrabilite des matériaux en liaison. L'implémentation numérique de ces modèles a conduit a différentes cartes d'interface réalisées dans le code éléments finis : abaqus. L'analyse des effets de bords libres d'un stratifie (0/90)#s en traction uniforme, avec ces différents cartes d'interface, a mis en évidence les points suivants ; les contraintes inter laminaires obtenues a l'inter couche au comportement de transition évolutif ne sont pas singulières en bord libre. Elles semblent plus physiques et se prêtent mieux à l'application de critères locaux de délaminage. La loi d'interface rigide donne naturellement, au premier ordre, des valeurs singulières des contraintes inter laminaires à l'intersection de l'interface avec le bord libre. Les termes correcteurs, eux mêmes singuliers, n'apportent pas d'amélioration au niveau du bord libre. Par contre, comme ils s'annulent pratiquement sur tout le domaine, ils confirment ainsi que le modèle d'interface parfaite est une bonne approximation du comportement de l'inter couche rigide. La loi d'interface imparfaite permet d'obtenir des contraintes inter laminaires non singulières sur le bord libre du même ordre de grandeur que celles obtenues avec la loi de transition évolutive. Ce travail a montre l'insert de prendre en compte la contribution du comportement de transition de l'inter couche et propose des voies pour y parvenir.


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  • Détails : 155 p.
  • Annexes : 117 ref.

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