De la modélisation multiaxiale de l'endommagement et la rupture des matériaux tissés 3D à la conception optimisée de chapes ceinturées

par Cécile Garcia

Projet de thèse en Mécanique des matériaux

Sous la direction de Rodrigue Desmorat et de Frederic Laurin.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (Cachan, Val-de-Marne) , en partenariat avec ONERA (laboratoire) et de École normale supérieure Paris-Saclay (Cachan, Val-de-Marne) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 04-01-2016 .


  • Résumé

    L'usage des matériaux composites ne cesse de croître dans les structures aéronautiques civiles ou militaires en raison de leur rapport masse/rigidité/résistance très intéressant en regard de solutions métalliques plus conventionnelles. Depuis quelques années, on assiste à l'émergence de pièces en composite tissé 3D à matrice organique (CMO) pour des applications aéronautiques. Toutefois, pour ces nouveaux matériaux, les mécanismes d'endommagement et de rupture, intervenant au sein des structures industrielles développées dans le groupe SAFRAN, restent encore mal appréhendés et particulièrement pour des chargements complexes tridimensionnels représentatifs de ceux rencontrés dans un nouveau concept de contre-fiche de train d'atterrissage en cours de développement dans le groupe SAFRAN et en particulier chez Messier-Bugatti-Dowty. Il convient de noter que ces structures sont soumises à un nombre important de cas de chargements, aussi bien en traction qu'en compression. L'objectif de cette thèse est, dans un premier temps, d'acquérir une compréhension fine de l'ensemble des mécanismes d'endommagement et de rupture intervenant au sein d'une chape de conception nouvelle en raison des chargements complexes et multiaxiaux induits à l'échelle du matériau. Dans un second temps, le modèle d'endommagement (ODM-CMO), développé depuis plusieurs années sur ce type de matériau et déjà éprouvés sur des structures simples, sera enrichi sur la base des constats expérimentaux, incluant l'effet de multiaxialité, obtenus dans cette thèse pour permettre ensuite une optimisation du concept de chape tissée 3D ceinturée. L'enjeu industriel pour Messier-Bugatti-Dowty (MBD) est de disposer d'outils de modélisation robustes et utilisables en bureau d'étude afin de réaliser l'optimisation de pièces composites tissées 3D dont diverses chapes ceinturées.

  • Titre traduit

    From the multiaxial modeling of damage and disruption of 3D woven materials to the optimized design of belted screeds


  • Résumé

    The use of composite materials is growing in civil and military aircraft structures due to their compromise mass / strength / resistance which is very interesting compared to more conventional metal solutions. For several years there we have been watching the emergence of 3D woven composite parts made with an organic matrix (CMO) for aeronautical applications. However, these new materials, including damage and failure mechanisms involved in industrial structures developed in the SAFRAN Group, are still poorly understood and especially for representative three-dimensional complex loadings that are encountered in a new concept of a landing strut in an aircraft landing gear that is under development in the SAFRAN group (Messier-Bugatti-Dowty). It should be noticed that these structures are subjected to a large number of load cases, both in tension and compression. The objective of this thesis is, at first, to have a detailed understanding of all the damage mechanisms and failure phenomena occurring within a new design because of the complex and multi-axial loads that is induced in the material. Secondly, the damage model (ODM-CMO), developed a several years ago on this type of material and already tested on simple structures, will be enriched on the basis of experimental results, to then allow an optimization of the concept of 3D woven belted fork.