Étude de l'impact oblique à haute vitesse sur structures en composite sandwich : application aux pales d'hélicoptères

par Pablo Navarro

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Jean-Jacques Barrau et de Jean-François Ferrero.

Soutenue en 2010

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    En aéronautique, la sécurité des passagers et la fiabilité des structures sont des aspects essentiels. Dans le cas particulier des hélicoptères, les pales peuvent être sujettes à des sollicitations d'impact. La modélisation de ces phénomènes reste difficile et les essais remplacent souvent la prédiction. Ce travail concerne l'étude expérimentale et numérique d'un impact oblique sur la peau d'une pale. Ceci est équivalent dans une première approche à un impact sur une structure sandwich composée d'une âme en mousse polymère et d'une fine peau en tissu composite. Tout d'abord, les mécanismes d'endommagement de la peau pour ce type de sollicitations ont été identifiés expérimentalement et une étude d'influence des paramètres matériaux sur la réponse à l'impact a été menée. Ensuite un modèle représentatif de la cinétique du dommage adaptée à une modélisation à l'échelle de la structure a été développé. Ainsi un modèle E. F. Explicite a été développé. Il repose sur le développement d'un élément spécifique à l'échelle de la mèche. Enfin, les résultats numériques obtenus ont été comparés aux résultats expérimentaux. Le modèle permet d'identifier les mécanismes du dommage observés expérimentalement.

  • Titre traduit

    On the study of the oblique impact on composite sandwich structures : application to helicopter blades


  • Résumé

    In aeronautics, passenger safety and reliability of structures are essential aspects. For the specific case of helicopters, blades are subjected to impact solicitations. Modelling these phenomena is still difficult and experimental tests often replace the prediction. This work will be focused on the experimental and numerical study of an oblique impact on the skin of the blade. It is equivalent in a first approach to an impact on a sandwich panel made up with a foam core and a thin woven composite skin. First the mechanisms of damage in the skin for this kind of solicitation have been identified experimentally and a study of the influence of the materials on the impact response has been performed. Then a representative model of the damage kinetics adapted to the modelling of the complete structure has been developed. Thus, an F. E. Explicit model has been developed. It relies on the development of a specific damageable element at the bundles scale. Finally, the numerical results obtained have been compared to the experimental results. The modelling allows the identification of the damage mechanism of the woven skin.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (201 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 191-201

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2010 TOU3 0256
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