Thèse soutenue

Étude expérimentale des mécanismes de coupe des matériaux composites carbone-époxy : application au perçage
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Yosra Turki
Direction : Pascal Vantomme
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des procédés. Mécanique matériaux comportement
Date : Soutenance en 2013
Etablissement(s) : Amiens
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des technologies innovantes (Amiens)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Vantomme, Philippe Hivart, Stéphane Panier, Zoheir Aboura, Malek Habak, Ali Mkaddem, Raphaël Velasco
Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Hivart, Stéphane Panier

Résumé

FR  |  
EN

L'évolution de l'utilisation des composites carbone/époxy en aéronautique exige une meilleure compréhension de l'influence des conditions d'usinage sur ces matériaux. L'objectif de cette thèse est d'établir, en se basant sur l'expérimentation, le lien entre les conditions d'usinage, le comportement du composite carbone/époxy usiné et la tenue mécanique des stratifiés. L'étude de la coupe orthogonale montre que l'orientation des fibres, par rapport au sens d'avance de l'outil de coupe, définit les mécanismes de formation du copeau et influe sur l'état de surface usinée, le type de défauts et leur ampleur. Cette étude est ensuite appliquée au perçage. L'effet de l'orientation des fibres sur l'apparition des défauts est également observé. Concernant les paramètres de coupe, l'avance a une influence plus marquée sur l'état du trou percé que la vitesse de rotation. Son augmentation génère l'amplification des défauts de perçage. Dans le cas des forets possédant des arêtes de coupe, les défauts (délaminage, arrachement des fibres, fibres mal coupées…) sont typiques et une nette amélioration de la qualité des trous est obtenue avec un outil ayant des pointes extrêmes. Une dégradation thermique est notée avec le foret trépan diamanté. Le renforcement du stratifié par piquage hors plan (une nouvelle architecture développée afin de combler les lacunes du composite 2D) permet une réduction du délaminage engendré par l'effort de poussée à l'intérieur du trou, par rapport au composite non cousu. Les essais mécaniques de traction sur des éprouvettes percées montrent aussi l'intérêt du renforcement. La couture freine la propagation du délaminage, réduit la déformation de l'éprouvette, améliore la tenue de l'éprouvette aux sollicitations mécaniques et atténue l'effet des défauts de perçage