Identification et modélisation du comportement des structures composites assemblées par couplage

par Javier Toral Vázquez

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Jean-Jacques Barrau et de Bruno Castanié.

Soutenue en 2009

à Toulouse, ISAE .

mots clés

• Z-pinning
• Cloutage
• Clou carbone
• Arrachement
• Déchaussement
• Assemblages (technologie) -- Thèses et écrits académiques
• Clous -- Thèses et écrits académiques
• Contraintes (mécanique) -- Thèses et écrits académiques

Résumé

L'optimisation des structures aéronautiques fabriquées en composite a mené EADS-IW à développer une technique d'assemblage par cloutage qui a pour objectif la fabrication à coût réduit de sous ensembles structuraux avec un fort niveau d'intégration. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier le comportement mécanique des assemblages cloutés et de proposer des modélisations associées. Dans le cadre d'une démarche multi-niveau, le comportement des liaisons clou/résine et clou stratifié a d'abord été étudié. Des campagnes expérimentales ont montré l'influence du diamètre du clou et de la profondeur d'enfoncement sur la tenue en arrachement ainsi que des similitudes entre le comportement du clou noyé dans de la résine et implanté dans le stratifié. Une modélisation capable d'estimer la tenue en arrachement d'un clou a été développée. Au niveau éprouvettes technologiques, des éprouvettes cloutées représentatives de structures aéronautiques de type « L » ou « T » ont été testés en sollicitations statiques montrant l'influence des paramètres de conception et les possibles avantages du cloutage. Finalement, des modélisations basées sur les études élémentaires ont permis de simuler le comportement de ces éprouvettes cloutées retrouvé en essai et notamment de prédire leur tenue sous sollicitations différentes validant ainsi la démarche multi-niveau.

Titre traduit

Experimental analysis and modeling of z-pinned joints mechanical behavior

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