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Thèse

Study of the high temperature translaminar fracture in aeronautical woven-ply thermoplastic laminated composites : experimental characterization and numerical simulation

Résumé : Appréhender le comportement mécanique à rupture des matériaux composites est un véritable enjeu pour l’industrie aéronautique. La problématique est encore plus complexe dans un environnement haute température (150°C) au sein des composites à matrice thermoplastique PEEK renforcée par des fibres de carbone tissées. Parmi les mécanismes de rupture les plus critiques, la rupture translaminaire associée à la rupture des fibres nécessite des approches spécifiques selon le mode sollicitation (traction, compression, flexion). Ces travaux ont permis de comparer différentes méthodes expérimentales mettant l’accent notamment sur des méthodes optiques couplées à des mesures de champ rendant possible le suivi de la propagation de fissure à haute température. Les courbes G-R obtenues, traduisant l’évolution du taux de restitution d’énergie en fonction de la longueur de fissure, caractérisent la rupture translaminaire et donnent des informations essentielles sur l’influence de l’épaisseur du stratifié ainsi que son drapage selon le type de sollicitation. Un modèle numérique implémenté dans le code Eléments Finis Abaqus a été exploité afin de prédire le comportement en rupture translaminaire. Ce modèle, basé sur un critère énergétique de rupture et une loi de plasticité, permet de : (i) simuler le comportement à rupture en traction et en compression – (ii) dissocier les mécanismes responsables de la dissipation d’énergie lors de la rupture translaminaire. Ainsi, les outils de la mécanique de la rupture et la modélisation par éléments finis sont des approches complémentaires permettant de mieux comprendre le comportement à rupture ainsi que l'origine de la tolérance aux dommages des composites à matrice PEEK et renfort tissé. Cependant, les valeurs caractéristiques de la ténacité à la rupture et les courbes G-R correspondantes peuvent être difficiles à déterminer et à interpréter. Enfin, ces travaux ont également mis en évidence les limites des concepts de mécanique de la rupture appliqués aux structures composites stratifiées.
Liste complète des métadonnées

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03267126
Contributeur : Abes Star :  Contact
Soumis le : mardi 22 juin 2021 - 13:11:29
Dernière modification le : mercredi 23 juin 2021 - 03:34:59

Fichier

PUJOLS.pdf
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03267126, version 1

Citation

Juan Daniel Pujols González. Study of the high temperature translaminar fracture in aeronautical woven-ply thermoplastic laminated composites : experimental characterization and numerical simulation. Mechanics of materials [physics.class-ph]. Normandie Université, 2020. English. ⟨NNT : 2020NORMIR26⟩. ⟨tel-03267126⟩

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