Three-dimensional analysis of a tensile test on a propellant with digital volume correlation

International audienceA full three-dimensional study of a tensile test on a sample made of polymerbonded propellant is presented. The analysis combines different tools, namely, X-ray microtomography of an in situ experiment, image acquisition and treatment, 3D volume correlation to measure three-dimensional displacement fields. It allows for global and local strain analyses prior to and after the peak load. By studying the correlation residuals, it is also possible to analyze the damage activity during the experiment

Une approche multi-échelles directe pour modéliser le comportement non linéaire des composites énergétiques

International audienceLe papier concerne une modélisation multi-échelles, à destination des élastomères fortement chargés (composites énergétiques et propergols), dont le but est de fournir les réponses non linéaires à la fois globale et locale du matériau en cours de chargement mécanique. Les avancées les plus récentes concernant d'une part la modélisation en transformations finies du milieu sain et d'autre part, celle de l'endommagement par décohésion charges / matrice, sont présentées et discutées. Pour le milieu sain, l'approche est pour la première fois appliquée à un propergol réel. Les estimations résultantes sont confrontées aux résultats issus de simulations de microstructures en champs complets réalisées à partir d'images microtomographiques aux rayons X. Enfin, la simulation d'un chargement d'extensioncompression, appliqué à une microstructure artificielle générée numériquement, permet d'illustrer les capacités de l'approche proposée à suivre les événements discrets se produisant à l'échelle des interfaces (nucléation et fermeture des défauts) tout en rendant compte de leurs effets à l'échelle supérieure (anisotropie induite et restitution des propriétés effectives)

Évaluation des performances d'une approche « morphologique » multi-échelles pour composites particulaires visco-hyperélastiques par confrontation à des calculs éléments finis

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.International audienceOn rappelle les principales étapes de l'extension au cadre des transformations finies de la technique de transition d'échelles proposée par Christoffersen (1983). La méthode en question est ensuite appliquée à un matériau périodique simple, à constituants hyper et visco-hyperélastiques. On montre, par comparaison des estimations (globale et locales) aux résultats « exacts » calculés par la méthode des éléments finis, que l'approche retenue fournit dans ce cas particulier et aux deux échelles, des estimations très satisfaisantes. L'accent est également mis sur les capacités qu'a l'approche à répondre à des enjeux majeurs de l'homogénéisation non linéaire, et notamment sur son aptitude à traiter le problème particulier de la viscoélasticité de manière directe

Évaluation des performances d'une approche « morphologique » multi-échelles pour composites particulaires visco-hyperélastiques par confrontation à des calculs éléments finis

On rappelle les principales étapes de l'extension au cadre des transformations finies de la technique de transition d'échelles proposée par Christoffersen (1983). La méthode en question est ensuite appliquée à un matériau périodique simple, à constituants hyper et visco-hyperélastiques. On montre, par comparaison des estimations (globale et locales) aux résultats « exacts » calculés par la méthode des éléments finis, que l'approche retenue fournit dans ce cas particulier et aux deux échelles, des estimations très satisfaisantes. L'accent est également mis sur les capacités qu'a l'approche à répondre à des enjeux majeurs de l'homogénéisation non linéaire, et notamment sur son aptitude à traiter le problème particulier de la viscoélasticité de manière directe

3D MULTI-SCALE SEGMENTATION OF GRANULAR MATERIALS

On a microscopic scale, a pyrotechnic material is made of a polymer matrix containing grains with different sizes and shapes. Its physical behaviour can be predicted by homogenization. Information about the morphology of the grains can be obtained by different ways. One of these ways is 3D image processing. This has been made easier by the use of a new imaging technique, the microtomography, allowing fast threedimensional reconstruction and processing. In this paper images of two granular materials are segmented by means of 3D mathematical morphology algorithms, based on a multi-scale extraction of markers for watershed segmentation

Mésodynamique des 3D C/C : une première stratégie multiéchelle dédiée

International audienceIn a previous work by LMT Cachan in collaboration with CE Gramat, a modeling of a 3D C/C composite at the mesoscale (scale of the matrix blocks, yarns sections, interfaces) has been proposed and identified. The 3D computation of the behaviour at such a scale leads to computations of huge size. This work deals with a domain decomposition strategy in order to (i) decrease the cost of an analysis and make it parallel (ii) treat the interface specifically We use the the LATIN method in its decomposition domain form. The goal is to extend to nonlinear substructures the method developped for dynamics in the case of nonlinearities concentrated at the interface.Dans un précédent travail mené conjointement par le CE Gramat et le LMT Cachan, une modélisation d'un composite 3D C/C à une échelle mésoscopique (échelle des blocs de matrice, sections de toron, interfaces) a été proposée et identifiée. La simulation tridimensionnelle du comportement sous choc de ce matériau à cette échelle conduit à des problèmes de taille considérable. Dans ce travail, nous nous intéressons à une stratégie de calcul par sous-structuration dans le but de (i) diminuer le coût des analyses et d'en rendre le traitement parallèle (ii) pouvoir traiter les interfaces de façon adaptée. La démarche suivie s'inscrit dans le cadre de la méthode LATIN avec décomposition de domaine. Elle vise à étendre au cas de sous-structures non-linéaires les développements déjà effectués en dynamique pour des non-linarités concentrées aux interfaces

Analyse de la réponse d'un polymère fortement chargé sous chargements dynamiques

International audienceCe papier se focalise sur les réponses structurales à l'échelle mésoscopique sous chargements dynamiques de matériaux énergétiques que sont les propergols à matrice polymère. A cette fin nous partons des données microtomographiques de l'échantillon avant et après essais dont les morphologies sont extraites via un algorithme de morphologie mathématique. Nous présentons ensuite le processus de géométrisation et de maillage mis en place pour construire les configurations de calcul. Nous préciserons les choix des modèles mécaniques et l'obtention de leurs paramètres utilisés dans les simulations numériques. Enfin, les conditions expérimentales dont sont issues les conditions limites et de chargement des simulations sont données pour alimenter une comparaison expérience-calcul. Les résultats numériques sont discutés : les manques, les limitations, l'adéquation des modèles choisis. Les perspectives de ce travail seront précisées