Étude des mécanismes d'absorption d'énergie lors de l'écrasement progressif de structures composites à base de fibre de carbone

par Damien Guillon

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Jean-Jacques Barrau et de Samuel Rivallant.

Soutenue en 2008

à Toulouse, ISAE .

mots clés

• Absorption d'énergie
• Composites
• Aéronautique -- Accidents
• Transfert d'énergie
• Modèles mathématiques

Résumé

La maîtrise du comportement en cas de crash des structures en matériaux composites est une des difficultés qui accompagnent le développement industriel de ces structures. Le composite peut absorber de grandes quantités d'énergie si la structure s'écrase progressivement. Cette thèse vise à améliorer la compréhension des mécanismes de ruine mis en jeu dans ces fronts d’écrasements progressifs. Un montage expérimental innovant a été conçu. Il permet l'écrasement homogène, visualisé en direct, de plaques stratifiées. Une campagne expérimentale a permis d'obtenir une variété intéressante de mode de ruine. L'initiation, la stabilisation et les mécanismes d'absorption d'énergie dans les fronts d'écrasement sont analysés. Les relations entre chaque mode de ruine et l'influence des paramètres matériaux et expérimentaux sont expliquées. Une classification synthétique des modes de ruine est exposée. La modélisation numérique d'un front à l'échelle mésoscopique est proposée. Certains modes de ruine sont reproduits avec précision. Les mécanismes de ruine sont clairement identifiables et la contribution de chacun à l'absorption d'énergie est quantifiée.

Titre traduit

Study of the energy absorption mechanisms during progressive crushing of CFRP laminated structure

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