simulation industrielle des procédés d’élaboration de pièces composites par infusion de résine : couplage fluide / solide poreux très faiblement perméable en grandes déformations

Composite manufacturing processes by resin infusion, despite their many benefits, struggle to establish themselves in the industrial production phases due to difficulties to control them. So, in partnership with ESI Group, a comprehensive model for the simulation of these processes is developed at the ENSM-SE since the pioneering work of P. Celle.Our work focuses on the generalization of this model to handle complex industrial cases in three dimensions, as well as its extension to “post-infusion” flow simulation. The approach is based on three domains decomposition of the field (Distribution medium, impregnated preforms, dry preforms) consisting in coupling a Stokes flow in the distribution medium with a Darcy flow in the preforms. In addition, the mutual influence of the resin on the preforms and of the preforms deformation on the permeability is considered, through Terzaghi’s law and models expressing the permeability as a function of the fibre fraction, data only accessible with a 3D coupled mechanical approach. Finally, the process is divided into three phases: initial compression of dry preforms, filling and “post-infusion”. The numerical methods developed in this work, apply to real infusion cases often discarded in recent publications, involving very low permeability (~10-15 m²), thin distribution medium (~ 1 mm) and complex geometries (3D curved).This innovative approach has been implemented in an industrial simulation code (ProFlotTM), validated analytically over test cases and experimentally over industrial cases in the European project INFUCOMP.Les procédés d’élaboration de pièces composites par infusion de résine, malgré leurs nombreux avantages, peinent à s’imposer dans les phases de production industrielle en raison de difficultés pour les maitriser. Ainsi, en partenariat avec ESI Group, un modèle complet pour la simulation de ces procédés est développé à l’ENSM-SE depuis les travaux précurseurs de P. Celle.Nos travaux portent sur la généralisation de ce modèle afin de traiter des cas, ainsi que sur son extension à la simulation des écoulements « post-infusion ». L'approche repose sur un découpage du domaine en trois zones (drainant, préformes imprégnées, préformes sèches) consistant ainsi à coupler un écoulement de Stokes dans le drainant à un écoulement de Darcy dans les préformes. De plus, l'influence mutuelle de la résine sur le comportement des préformes et de la déformation des préformes sur la perméabilité est considérée, à travers la loi de Terzaghi et des lois exprimant la perméabilité en fonction de la fraction de fibres, paramètre accessible uniquement dans une approche 3D mécanique couplée. Enfin, le procédé est découpé en trois phases : compression initiale des préformes sèches, remplissage et « post-infusion ». Les méthodes numériques, développées dans ces travaux, s'appliquent à des cas réels d'infusion souvent mis de côté dans les publications récentes car inaccessibles, impliquant des perméabilités très faibles (~10-15 m²), un drainant fin (~1 mm) et des géométries complexes.Cette approche innovante a été implémentée dans un code de calcul industriel (ProFlotTM), validée analytiquement sur des cas tests et expérimentalement sur des cas industriel dans le cadre du projet européen INFUCOMP

Le haut-plateau de Bolivie

Dereims Alfred. Le haut-plateau de Bolivie. In: Annales de Géographie, t. 16, n°88, 1907. pp. 350-359

industrial simulation of composite part manufacturing processes by resin infusion : interaction between fluid and low permeability porous solid undergoing large deformations

Les procédés d’élaboration de pièces composites par infusion de résine, malgré leurs nombreux avantages, peinent à s’imposer dans les phases de production industrielle en raison de difficultés pour les maitriser. Ainsi, en partenariat avec ESI Group, un modèle complet pour la simulation de ces procédés est développé à l’ENSM-SE depuis les travaux précurseurs de P. Celle.Nos travaux portent sur la généralisation de ce modèle afin de traiter des cas, ainsi que sur son extension à la simulation des écoulements « post-infusion ». L'approche repose sur un découpage du domaine en trois zones (drainant, préformes imprégnées, préformes sèches) consistant ainsi à coupler un écoulement de Stokes dans le drainant à un écoulement de Darcy dans les préformes. De plus, l'influence mutuelle de la résine sur le comportement des préformes et de la déformation des préformes sur la perméabilité est considérée, à travers la loi de Terzaghi et des lois exprimant la perméabilité en fonction de la fraction de fibres, paramètre accessible uniquement dans une approche 3D mécanique couplée. Enfin, le procédé est découpé en trois phases : compression initiale des préformes sèches, remplissage et « post-infusion ». Les méthodes numériques, développées dans ces travaux, s'appliquent à des cas réels d'infusion souvent mis de côté dans les publications récentes car inaccessibles, impliquant des perméabilités très faibles (~10-15 m²), un drainant fin (~1 mm) et des géométries complexes.Cette approche innovante a été implémentée dans un code de calcul industriel (ProFlotTM), validée analytiquement sur des cas tests et expérimentalement sur des cas industriel dans le cadre du projet européen INFUCOMP.Composite manufacturing processes by resin infusion, despite their many benefits, struggle to establish themselves in the industrial production phases due to difficulties to control them. So, in partnership with ESI Group, a comprehensive model for the simulation of these processes is developed at the ENSM-SE since the pioneering work of P. Celle.Our work focuses on the generalization of this model to handle complex industrial cases in three dimensions, as well as its extension to “post-infusion” flow simulation. The approach is based on three domains decomposition of the field (Distribution medium, impregnated preforms, dry preforms) consisting in coupling a Stokes flow in the distribution medium with a Darcy flow in the preforms. In addition, the mutual influence of the resin on the preforms and of the preforms deformation on the permeability is considered, through Terzaghi’s law and models expressing the permeability as a function of the fibre fraction, data only accessible with a 3D coupled mechanical approach. Finally, the process is divided into three phases: initial compression of dry preforms, filling and “post-infusion”. The numerical methods developed in this work, apply to real infusion cases often discarded in recent publications, involving very low permeability (~10-15 m²), thin distribution medium (~ 1 mm) and complex geometries (3D curved).This innovative approach has been implemented in an industrial simulation code (ProFlotTM), validated analytically over test cases and experimentally over industrial cases in the European project INFUCOMP

Nouvelles observations sur la géographie physique du plateau de Teruel

Dereims Alfred. Nouvelles observations sur la géographie physique du plateau de Teruel. In: Annales de Géographie, t. 2, n°7, 1893. pp. 314-328

simulation industrielle des procédés d'élaboration de pièces composites par infusion de résine (couplage fluide / solide poreux très faiblement perméable en grandes déformations)

Les procédés d élaboration de pièces composites par infusion de résine, malgré leurs nombreux avantages, peinent à s imposer dans les phases de production industrielle en raison de difficultés pour les maitriser. Ainsi, en partenariat avec ESI Group, un modèle complet pour la simulation de ces procédés est développé à l ENSM-SE depuis les travaux précurseurs de P. Celle.Nos travaux portent sur la généralisation de ce modèle afin de traiter des cas, ainsi que sur son extension à la simulation des écoulements post-infusion . L'approche repose sur un découpage du domaine en trois zones (drainant, préformes imprégnées, préformes sèches) consistant ainsi à coupler un écoulement de Stokes dans le drainant à un écoulement de Darcy dans les préformes. De plus, l'influence mutuelle de la résine sur le comportement des préformes et de la déformation des préformes sur la perméabilité est considérée, à travers la loi de Terzaghi et des lois exprimant la perméabilité en fonction de la fraction de fibres, paramètre accessible uniquement dans une approche 3D mécanique couplée. Enfin, le procédé est découpé en trois phases : compression initiale des préformes sèches, remplissage et post-infusion . Les méthodes numériques, développées dans ces travaux, s'appliquent à des cas réels d'infusion souvent mis de côté dans les publications récentes car inaccessibles, impliquant des perméabilités très faibles (~10-15 m ), un drainant fin (~1 mm) et des géométries complexes.Cette approche innovante a été implémentée dans un code de calcul industriel (ProFlotTM), validée analytiquement sur des cas tests et expérimentalement sur des cas industriel dans le cadre du projet européen INFUCOMP.Composite manufacturing processes by resin infusion, despite their many benefits, struggle to establish themselves in the industrial production phases due to difficulties to control them. So, in partnership with ESI Group, a comprehensive model for the simulation of these processes is developed at the ENSM-SE since the pioneering work of P. Celle.Our work focuses on the generalization of this model to handle complex industrial cases in three dimensions, as well as its extension to post-infusion flow simulation. The approach is based on three domains decomposition of the field (Distribution medium, impregnated preforms, dry preforms) consisting in coupling a Stokes flow in the distribution medium with a Darcy flow in the preforms. In addition, the mutual influence of the resin on the preforms and of the preforms deformation on the permeability is considered, through Terzaghi s law and models expressing the permeability as a function of the fibre fraction, data only accessible with a 3D coupled mechanical approach. Finally, the process is divided into three phases: initial compression of dry preforms, filling and post-infusion . The numerical methods developed in this work, apply to real infusion cases often discarded in recent publications, involving very low permeability (~10-15 m ), thin distribution medium (~ 1 mm) and complex geometries (3D curved).This innovative approach has been implemented in an industrial simulation code (ProFlotTM), validated analytically over test cases and experimentally over industrial cases in the European project INFUCOMP.ST ETIENNE-ENS des Mines (422182304) / SudocSudocFranceF

Accurate Vacuum Assisted Resin Infusion simulation through a fluid-solid coupled modeling

The need for an increase of production rate in aerospace industry implies a growing interest in composite manufacturing process simulation with a strong requirement on predictive accuracy. In this context, ESI enhanced its PAM-COMPOSITES software introducing fluid-solid coupled approach in PAM-RTM module in order to simulate more accurately Vacuum Assisted Resin Infusion (VARI) process. VARI consists in impregnating a dry preform laid on a rigid mold and placed under a distribution medium and a vacuum bag. During the impregnation resin flows preferentially into the distribution medium and then in the preform which may undergo deformations due to the flexibility of the vacuum bag. Usual 2.5D approaches, using shell elements with thickness depending on resin pressure, cannot account for resin flow through the thickness due to permeability and fiber fraction gradients implied by the material used and/or solid mechanics effects (such as compression in curvatures). ESI new approach, resulting from several years of collaboration with academics, consists in a 3D finite element modeling. It is based on the coupling of resin flow, governed by Darcy’s law, with the preform behavior, considered as porous medium undergoing deformations, through Terzaghi’s principle. Thus it results in more predictive filling time and properties (thicknesses, fiber volume contents, geometry) of the final product

Simulation de procédé pour matériaux composites - Interaction Fluide/structure en grandes déformations

National audienceSee http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/27/38/ANNEX/r_73S5E033.pd

Les coquilles du quaternaire marin du Sénégal / par G. F. Dollfus, introduction géologique, par A. Dereims

Note : 72 p. - IV pl. : ill.. ; 33 cm. (Mémoires de la Société géologique de France. Paléontologie ; 44)

Simulation de procédé pour matériaux composites - Couplage Stokes / Darcy / solide en grandes déformations

International audienceLes procédés d'infusion sont une alternative économique aux procédés classiques d'injection pour la réalisation de grandes pièces en composites. Cependant la mauvaise maitrise des propriétés finales de la pièce moulée est un frein à leur démocratisation au niveau industriel. Nous présentons, ici, une méthode de modélisation avancée, couplant différents écoulements à la mécanique du solide en grandes déformations, afin d'anticiper au mieux les variations d'épaisseur de la pièce ainsi que le temps d'infusion