Compression et microflambage dans les matériaux composites à fibres longues

Compression and microbuckling in long fiber composite materials

• Auteur / Autrice : Jean-Claude Grandidier
• Direction : Michel Potier-Ferry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'ingénieur
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Metz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Flambage (mécanique)

Contraintes (mécanique)

Composites

Résumé

Dans ce travail nous nous sommes attachés à comprendre et modéliser le comportement en compression des matériaux composites à fibres longues. De nombreux résultats d'essais sur les carbones époxy montrent que sous charge de compression, il apparaît une moindre rigidité dans le sens des fibres et une diminution de la résistance. De plus ces phénomènes sont dépendants de la séquence d'empilement, de la fibre utilisée et du type d'essai effectue. La majorité des auteurs expliquent ces phénomènes par l'apparition d'un microflambage ou d'une instabilité en cisaillement. Mais les résultats de ces modèles ne sont pas concluants puisque les déformations limites obtenues sont plus élevées que les déformations a rupture du matériau, de plus ils ne rendent pas compte de l'influence de la séquence d'empilement et du chargement sur les caractéristiques mécaniques. Ceci est du au fait que l'instabilité décrite est du type local ou toute la déformation induite dans la matrice est concentrée entre deux fibres. Nous avons proposé deux modèles ne possédant pas les mêmes inconvénients puisqu'ils sont établis à partir d'une approche micro-macro à deux échelles. Les équations de la stabilité obtenues font intervenir des dérivées dans le sens de l'épaisseur du stratifié, ce qui montre que le microflambage doit être compris comme une instabilité de structure et pas seulement comme une instabilité locale. La contrainte de microflambage est fonction de la séquence d'empilement et du chargement. La rigidité de la fondation est calculée en utilisant la technique d'homogénéisation périodique qu'il est nécessaire de développer jusqu'au second ordre pour des raisons de périodicité. Toutefois certaines hypothèses faites ne nous permettent pas d'obtenir une information quantitative. Pour mettre en évidence la relation entre le chargement et les caractéristiques mécaniques, nous avons conçu un montage de flexion compression [. . . ]