thesis

Contribution à la modélisation à l'impact de pales d'hélicoptère

Defense date:

Jan. 1, 2009

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Institution:

Toulouse 3

Disciplines:

Mechanical engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

This study is a contribution to the modelling of impact on helicopter blades. Experimental tests of impact were made with a compressed gas gun on sections of blades at different levels of energy. These tests were used to establish the damage in terms of impact velocity. Additional tests showed that the stratification and the reinforcement of the skin change the behaviour of the blade during the impact. A modelling approach is developed with the finite element code RADIOSS. It consists in controlling the degradation of the front edge that appears by a break of the resin and by the appearance of bundles of fibers. This approach is realised by modelling the resin with 3D damaged elements and the bundles of fibers by 1D elements. Delamination was modelled with a thin layer of damaged elements. To enrich the proposed modelling and to take into account all types of delamination observed experimentally, a local global approach for modelling the delamination is developed. This approach, built with the use of a specific 3D element PEC, is based on the VCCT method. It is validated through the simulation of different beam tests DCB, ELS, ENF and ADCB.

Abstract FR:

Cette étude est une contribution à la modélisation à l'impact de pales d'hélicoptère. Des essais d'impact sur des tronçons de pales ont été réalisés à différents niveaux d'énergies, à l'aide d'un canon à gaz comprimé. Ces essais ont permis de dresser l'état des endommagements en fonction de la vitesse d'impact. Des essais complémentaires ont montré que la structuration de la stratification et le renforcement de la peau modifie le comportement à l'impact de la pale. Une méthode de modélisation est développée sur le code explicite RADIOSS. Il s'agit de gérer la dégradation du bord d'attaque qui apparaît sous la forme d'une rupture de la résine et apparition des paquets de fibres en modélisant la résine par des éléments 3D endommageables et les paquets de fibres par des éléments 1D. La modélisation des décollements est réalisée par une couche d'éléments endommageables de faibles dimensions. Pour enrichir la modélisation proposée et afin de prendre en compte tous les types de décollement observés expérimentalement, une approche locale globale pour la modélisation du délaminage est développée. Cette approche construite sur un élément de volume spécifique PEC est basée sur la méthode de VCCT. Elle est validée à travers la simulation des différents essais de poutre DCB, ELS, ENF et ADCB.