Élaboration d'un outil numérique dédié à la simulation du procédé de fabrication des matériaux composites à résine thermodurcissable : prédiction des contraintes internes

par Njaramalala Rabearison

Thèse de doctorat en Mécanique des matériaux et structures

Sous la direction de Jean-Claude Grandidier et de Christian Jochum.


  • Résumé

    Cette étude porte sur la cuisson d'une matrice époxy de type LY556 couramment utilisée pour l'enroulement filamentaire servant notamment à la fabrication de tubes épais pour l'exploitation pétrolière et offshore. Cette résine est connue pour sa forte exothermicité. Ainsi le couplage de la chimie et de la thermique est pris en compte afin de prédire au mieux les gradients de température et de conversion présents au sein de la matrice en vue de la maîtrise de la qualité du matériau produit. Une proposition de modélisation des propriétés thermomécaniques mécaniques évolutives avec le degré de conversion est également présentée, afin d'apporter une réponse à la question du développement des contraintes internes. Un soin particulier a été appliqué à la modélisation de la cinétique chimique avec la prise en compte des phénomènes diffusifs qui ralentissent la conversion d'origine purement chimique. La qualité du couplage thermochimique proposé est validée par une prédiction du champ de température spatial en bon accord avec les mesures par thermocouples faites au cours de la cuisson d'un bloc épais de résine. Il s'en suit une estimation en élasticité des contraintes internes développée par la cuisson. Une première validation du niveau de contraintes obtenues est proposée par la prédiction du phénomène de microflambage d'une fibre de carbone noyée dans la résine LY556.

  • Titre traduit

    Development of a numerical tool dedicated to the simulation of the fabrication process of thermosetting resin composite materials : prediction of internal stresses


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Informations

  • Détails : 1 vol. (154 p.)
  • Annexes : Réf. bibliographiques en fin de chapitres

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