Identification d'endommagements au sein de plaques composites stratifiées à l'aide de mesures de champs cinématiques

Damage identification in layered composite plates using kinematic full-field measurements

• Auteur / Autrice : Cédric Devivier
• Direction : Fabrice Pierron
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Systèmes Mécaniques et Matériaux
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contrôle non destructif

Impact

Mesures optiques

Composites à fibres de carbone

Résumé

This work focuses on the development of an experimental technique which can help to define the key parameters for post-impact behaviour of laminated composite panels. To address this issue, finite element models were built to represent delaminations based on the observations of CT-scans of impacted samples. The results of these models have been correlated to experimental data obtained using a slope fullfield measurement technique: deflectometry. This work also develops a new damage indicator based on the application of the virtual fields method to compute a local equilibrium gap. The procedure is first presened and then applied to beam and plate samples. The experimental results illustrate the remarkable sensitivity of this measurement method as it captures the effect of very small amount of damage and shows that the simple numerical models need to be refined to present a better correlation to experimental results. The damage indicator successfully detects contours of damaged areas when sufficient spatial information is available. It is believed that pursuing the present work could lead to an invaluable tool to help design engineers

Ce travail porte sur le développement d'une technique expérimentale qui peut aider à définir les paramètres clefs du comportement après impact de panneaux composites stratifiés. Pour cela, des modèles éléments finis ont été construits pour inclure des délaminages à partir d'observations de CT-scans d'échantillons impactés. Les résultats de ces modèles ont été comparés à des mesures expérimentales obtenues par une technique de mesure de champs de pentes : la déflectométrie. Ce travail présente aussi un nouvel indicateur d'endommagement basé sur l'application de la méthode des champs virtuels à l'évaluation d'écarts locaux à l'équilibre. Cette procédure d'abord détaillée est ensuite appliquée à des échantillons de types poutres et plaques. Les résultats expérimentaux illustrent la remarquable sensibilité de cette technique de mesure : elle permet de capturer les effets de très faibles endommagements. Aussi, cette technique montre que les modèles numériques assez simples présentés dans ce travail nécessitent des améliorations pour se rapprocher des données expérimentales. L'indicateur d'écart à l'équilibre a détecté correctement le contour des zones endommagées quand suffisamment d'information spatiale était disponible. Poursuivre ce travail permettrait de créer un outil précieux aidant la conception de pièces en composites