Multiscale modeling of laminated composites under extreme environmental conditions

par Fangzhou Zhang

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Pierre Ladevèze.

Soutenue le 11-07-2014

à Cachan, Ecole normale supérieure , dans le cadre de École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne) , en partenariat avec Laboratoire de Mécanique et Technologie (laboratoire) .

  • Titre traduit

    Modélisation des composites stratifiés sous sollicitations environnementales et mécaniques extrêmes


  • Résumé

    À haute température, l'oxygène réagit avec la matrice organique du matériau composite, ce qui change les propriétés du matériau et réduit la résistance à la rupture globale. Mais la compréhension de la dégradation du composite stratifié oxydé, en particulier son comportement à l'échelle du pli, est aujourd'hui limitée et phénoménologique. Les travaux dans cette thèse ont été réalisés pour donner notre contribution sur les aspects méthodologiques de ce sujet. Des essais sont réalisés pour caractériser expérimentalement le comportement d'éprouvette oxydée : en particulier, un nouveau essai, l'essai 'oxy-délaminage', a été développé pour identifier la ténacité du matériau composite vieilli. Une stratégie a été proposée d'étudier le problème à partir des propriétés de la matrice oxydée à l'échelle fibre/matrice et jusqu'à la reproduction et la prédiction du comportement de fissuration transversale des échantillons oxydés à échelle méso via un procédé d'homogénéisation.


  • Résumé

    At high temperature, the oxygen reacts with the organic matrix of composite material, which changes the material properties and reduces the resistance to global failure. But understanding on the degradation of the oxidized composite laminate, particularly its damage behavior, is now limited and phenomenological. Work in this thesis has been made to give our contribution to the methodological aspects of this topic. Tests are performed to characterize experimentally the behaviors of the oxidized specimens: in particular, a new test test oxy-delamination ', was developed to identify the tenacity of composite material aged. A strategy has been proposed to study the problem from the properties the oxidized matrix at the fiber/matrix scale up to the reproduction and predicting the behavior of transverse cracking of the sample at the scale of a ply via a homogenization process.


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