Analyse et comportement des reparations dans des structures composites endommagees par un trou non circulaire

Analisis and behaviour of repairs in composite structures damaged by a non-circular hole

• Auteur / Autrice : YVES TEMBLADOR
• Direction : Jean-Jacques Barrau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Le travail propose porte sur l'etude des reparations provisoires (rapides, dans des zones operationnelles) applicables aux elements structuraux en carbone epoxyde. Les reparations etudiees concernent essentiellement les dommages perforants (du fait par exemple de la traversee d'un projectile). Une etude experimentale avec des essais statiques en traction est realisee afin d'analyser le comportement d'une plaque stratifiee chargee, en carbone epoxyde, endommagee par un trou non circulaire (trou carre specifique aux methodes de reparations), ainsi que le comportement de 3 types de reparations differentes (renfort rivete, colle, ou rivete/colle) relatives a la plaque stratifiee endommagee. Les modes et mecanismes de rupture ont ete etudies. L'analyse par ultrasons et les coupes micrographiques realisees sur des eprouvettes specifiques trouees ont permis de detecter les fissures et les interplis delamines. L'instrumentation des eprouvettes trouees reparees par des jauges d'extensometrie ainsi que leur suivi par photoelasticimetrie (film photostress), a permis de suivre localement et globalement l'evolution du chargement des fixations et du renfort en cours d'essais, et d'avoir un historique de l'endommagement. Une etude theorique avec des modelisations et des calculs par la methode des elements finis des eprouvettes lisses et endommagees ainsi que des 3 types de reparations differentes a ete effectuee. Cette etude theorique correlee par les resultats des essais montre qu'il est possible de valider des methodes de calcul et des criteres permettant le dimensionnement a rupture des plaques stratifiees trouees ainsi que des reparations (ou assemblages) rivetes ou boulonnes dans les structures composites. A partir de ces resultats, une optimisation de la reparation rivetee la mieux adaptee au concept des reparations provisoires a pu etre realisee, ainsi qu'une proposition d'amelioration par percage d'un trou supplementaire dans la plaque stratifiee a l'avant de la premiere rangee de fixation. Cette technique a pu etre verifiee par des essais.