Modélisation du comportement plastique endommagé d'un unidirectionnel et application au calcul des stratifiés
Institution:
BesançonDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The present work is devoted to the study of laminate composite materials behaviour. These materials are made of piled upepoxy resin reinforced by unidirectional glass fibers layers. The first part of this work concerns the analysis of several experimental data wich often require to perform multiaxlal mechanical tests. Ln the first chapter of the dissertation, the expérimental mechanical devlces used are presented, with a particular attention paid on a self-made deviced allowing to perform traction-torsion-interna pressure tests on tubular specimens. The second chapter is devoted to the representativity of the specimens. Series of comparative tests are performed on samples with several geometrical shapes (flat, tubular specimens with several thicknesses and diameters). This study permits one to determine the behaviour limits between specimens and real structures. The results are then analysed and discussed. The Iwo last chapters concem the theorical modelling. The first step is to etabllsh a model simulatlng the damage plastic behaviour of a layer inside the laminate, for quasi-stalic loadings. Then the use of numerical methods leads to the constitutive equations for the laminate. Thus one can extend the Classical Laminate Theorie to damage plastic cases. The last part of the dissertation is devoted to the identification of the parameters involved in the modelling, and good agreement between simulations and experiments is observed.
Abstract FR:
L'objet du présent travail est l'étude du comportement des matériaux composites stratifiés constitués d'un empilement de couches composées de résine époxy renforcée par des fibres de verre unidirectionnelles. L'ensemble de ces travaux nécessite l'analyse de nombreuses données expérimentales qui requièrent souvent la réalisation d'essais mécaniques multiaxiaux. Nous présentons au chapitre 1 les différents dispositifs expérimentaux utilisés lors de l'étude, notamment un montage permettant des sollicitations de traction-torsion-pression interne sur éprouvettes tubulaires. Nous traitons, au chapitre 2, le problème de la représentativité des éprouvettes. Afin de déterminer les limites de similitudes de comportement entre éprouvettes et structures, une série de tests comparatifs est effectuée sur une palette d'échantillons dont les formes géométriques diffèrent (éprouvettes plates, tubulaires, diamètres et épaisseurs variables). Les résultats obtenus sont ensuite analysés et discutés. Les deux derniers chapitres sont consacrés à la partie modélisation de notre travail. Dans un premier temps, nous établissons un modèle de comportement plastique endommagé d'une couche au sein d'un stratifié pour des sollicitations quasi-statiques. Dans un deuxième temps, nous accédons au comportement du stratifié à l'aide de méthodes numériques appropriées. Ces techniques permettent l'extension de la Théorie Classique des Stratifiés au domaine plastique endommagé. Finalement, après avoir exposé la méthodologie d'identificatlon des paramètres du modèle, nous aboutissons à des simulations numérlques très satisfaisantes.