Contribution au développement d'une nouvelle méthodologie pour l'étude du délaminage dans les structures stratifiées composites : Application à l'impact basse vitesse
Institution:
ValenciennesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
A new methodology to study the behaviour of delaminated composite structures has been developed. This study can be split up into two parts : The first is about the detection of delamination in damaged laminated thin structures. In the finite element computation code, those laminated structures are modelled using shell elements. Therefore, the issue of representing the delamination mechanics within a single multi-layer element is properly tackled. The methodology uses post-process criteria based on fracture mechanics linked with damage mechanics of computation code by the effective stress tensor. In the second place, the influence of delamination over the overall behaviour of the structure is taken into account. This influence is introduced by locally changing the material characterization, progressively during the loading phase. These integrated effects change the numerical behaviour on loading and energy curves. Experimental validation studies are carried out in static tension tests, static and dynamic tests and low velocity impact with a spherical tool. The comparison between experimental and numerical results allows us to conclude to a good correlation and to the validation of this methodology. Many perspectives appeared at completion of this work.
Abstract FR:
Une nouvelle méthodologie pour l'étude du délaminage dans les structures composites stratifiées est développée. Cette étude peut être divisée en deux parties : la première concerne la détection du délaminage dans les structures minces stratifiées. Dans le code de calcul éléments finis, ces stratifiés sont modélises à l'aide d'éléments de type coque. Ici, le problème de la représentation des mécanismes du délaminage dans un élément coque multicouche est abordé. La méthodologie utilise des critères en post traitement, qui sont basés sur la mécanique de la rupture liée à la mécanique de l'endommagement par le tenseur des contraintes effectives. La seconde partie concerne la prise en compte de l'influence du délaminage dans le comportement global de la structure. Cette influence est introduite par un changement local des caractéristiques mécaniques du matériau, de façon progressive durant la sollicitation. Ces effets intégrés provoquent une modification du comportement de la structure sur les courbes d'efforts et d'énergie. Des validations expérimentales sont menées pour des cas de traction statique, de flexion en statique et dynamique ainsi que des essais à basse vitesse avec un impacteur sphérique. La comparaison entre les résultats numériques et expérimentaux permet de conclure à une bonne corrélation et à la validation de la méthodologie. De nombreuses perspectives sont apparues à l'issue de ces travaux.