Nouvelle approche pour la caractérisation mécanique des fibres naturelles

Les propriétés mécaniques des fibres naturelles sont difficiles à déterminer de part la dispersion qualitative des fibres et de part leur géométrie. Nous proposons une nouvelle méthode de caractérisation mécanique des fibres de chanvre qui permet de déterminer trois propriétés fondamentales que sont le module de Young, la contrainte et la déformation à la rupture. Pour cette étude, nous avons utilisé l'essai de micro-traction couplé à une méthode d'imagerie numérique et à la méthode des éléments finis. Ainsi par cette approche, la fibre n'est plus assimilée à un simple cylindre

Simulation de mise en forme de structures minces avec remaillage adaptatif couplé à une méthode d'optimisation

National audienceSee http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/28/06/ANNEX/r_M3W4SQ60.pd

Remaillage surfacique 3D couplé à une nouvelle technique de projection

International audienceDés qu’il s’agit de modéliser le suivi d’une géométrie évolutive lors d’une opération de mise en forme, les difficultés de maillage et remaillage sont souvent mises en avant. Dans ce papier, nous présentons une stratégie de remaillage adaptatif basée sur des procédures de raffinement et déraffinement. Cette méthode a été couplée à une technique de projection des nouveaux nœuds sur les outils rigides afin de conserver le contact entre la pièce et ces outils. Des exemples numériques montrent l’efficacité de la méthode

Drapage géométrique des composites

International audienceThis paper presents a study devoted to the composite fabric shaping simulation in finite strain analysis. We introduce a new geometrical approach based on the fishnet method for which the deformation of a fabric mesh element consists in a pure trellis effect. Such a fabric mesh element is then defined by a curved quadrilateral whose edges are geodesic lines with the same length plotted onto the surface to drape. Given three vertices of the fabric mesh element on the surface, we propose an optimization algorithm to define the fourth vertex of the fabric mesh element. This algorithm allows us to drape the surface using an advancing front approach from the data of an initial impact point between the fabric and the surface and the initial fibre directions at this point. A numerical draping simulation example using this approach is given.Cette Note présente une méthode pour la mise en forme des composites par drapage. On propose une nouvelle approche géométrique reposant sur la méthode du filet dans laquelle une maille élémentaire du tissu ne peut subir que des déformations en cisaillement. Une telle maille est alors définie par un quadrangle courbe dont les côtés représentent des géodésiques de même longueur tracées sur la surface à draper. On propose un algorithme d'optimisation permettant de définir à partir de la donnnée de trois sommets de la maille tracée sur la surface, son quatrième sommet. Etant donnés un sommet initial d'impact entre le tissu et la surface et les directions initiales des fibres du tissu en ce sommet, l'algorithme permet de draper de proche en proche la surface. Un exemple numérique de simulation de drapage d'une pièce mécanique est donné

Une nouvelle approche géométrique pour le drapage de structures composites

International audienceCe papier traite du problème de la mise en forme des composites par drapage géométrique. On introduit une nouvelle approche reposant sur la méthode du filet dans laquelle une maille élémentaire du tissu ne peut subir que des déformations en cisaillement. Une telle maille est alors définie par un quadrangle courbe dont les côtés représentent des géodésiques de même longueur tracées sur la surface à draper. On propose un algorithme d’optimisation permettant de définir, à partir de la donnée de trois sommets de la maille tracée sur la surface, son quatrième sommet. Etant donnés un sommet initial d’impact entre le tissu et la surface et les directions initiales des fibres du tissu en ce sommet, l’algorithme précédent permet de draper de proche en proche la surface. Quelques exemples numériques de simulation de drapage de pièces mécaniques utilisant la méthode proposée viennent illustrer l’efficacité de notre approch

Une formulation numérique pour la caractérisation de la déformation des tissues composites par mise en forme

International audienceHigh performance reinforced composite structures are generally obtained by shaping process. These reinforced composites are used in aeronautical and automotive industries. The proposed study concerns the simulation of the shaping process and permits to determine if the deformation operation is possible before manufacturing of tools. The numerical approach is proposed to model the behaviour of the prepreg woven fabric during the forming deformation. The global behaviour of composite fabric is modelled by a linear truss element system representative of warp and weft fibres behaviour and a isotropic elastic (or viscoelastic) membrane representative of resin behaviour. Comparisons with experiment results and simulations prove the efficiency of the proposed model.Les pièces á hautes performances en matériaux composites á renforts tissés sont généralement obtenues par mise en forme (emboutissage, drapage ou préformage). Leur utilisation dans les industries automobile ou aéronautique nécessite la réalisation d'une gamme de fabrication sur des maquettes de simulation. Pour caractériser la déformation des composites tissés et prévoir la faisabilité des opérations de mise en forme, un nouveau modèle numérique méso-structural est proposé. Il permet de prendre en compte les différents paramètres influant sur la mécanique de transformation géométrique des constituants de la pièce composite. L'équilibre mécanique du composite est obtenu en discrétisant les mèches chaîne et trame par un réseau de barres de comportement hypoélastique non linéaire et la résine par une membrane mince 3D de comportement hypoélastique isotrope (ou viscoélastique). La formulation retenue en grandes transformations est du type Green- Naghdi. L'avantage de l'association d'éléments complémentaires réside dans sa simplicité de mise en œuvre, sa performance de formulation mécanique et son découplage d'informations fibres-résine. Un ensemble d'essais de simulation de mise en forme a permis de valider le modèle proposé en comparaison avec des résultats expérimentaux

Une formulation numérique pour la caractérisation de la déformation des tissues composites par mise en forme

International audienceHigh performance reinforced composite structures are generally obtained by shaping process. These reinforced composites are used in aeronautical and automotive industries. The proposed study concerns the simulation of the shaping process and permits to determine if the deformation operation is possible before manufacturing of tools. The numerical approach is proposed to model the behaviour of the prepreg woven fabric during the forming deformation. The global behaviour of composite fabric is modelled by a linear truss element system representative of warp and weft fibres behaviour and a isotropic elastic (or viscoelastic) membrane representative of resin behaviour. Comparisons with experiment results and simulations prove the efficiency of the proposed model.Les pièces á hautes performances en matériaux composites á renforts tissés sont généralement obtenues par mise en forme (emboutissage, drapage ou préformage). Leur utilisation dans les industries automobile ou aéronautique nécessite la réalisation d'une gamme de fabrication sur des maquettes de simulation. Pour caractériser la déformation des composites tissés et prévoir la faisabilité des opérations de mise en forme, un nouveau modèle numérique méso-structural est proposé. Il permet de prendre en compte les différents paramètres influant sur la mécanique de transformation géométrique des constituants de la pièce composite. L'équilibre mécanique du composite est obtenu en discrétisant les mèches chaîne et trame par un réseau de barres de comportement hypoélastique non linéaire et la résine par une membrane mince 3D de comportement hypoélastique isotrope (ou viscoélastique). La formulation retenue en grandes transformations est du type Green- Naghdi. L'avantage de l'association d'éléments complémentaires réside dans sa simplicité de mise en œuvre, sa performance de formulation mécanique et son découplage d'informations fibres-résine. Un ensemble d'essais de simulation de mise en forme a permis de valider le modèle proposé en comparaison avec des résultats expérimentaux