Simulation of 3D interlock composite preforming

The ply to ply interlock fabric preform enables to manufacture, by R.T.M. process, thick composite parts that are resistant to delamination and cracking. Numerical simulation of interlock reinforcement forming allows to determine conditions for feasibility of the process and above all to know the position of fibres in the final composite part. For this forming simulation, specific hexahedral finite elements made of seg- ment yarns are proposed. Position of each yarn segment within the element is taken into account. This avoids determination of a homogenized equivalent continuous law that would be very difficult consider- ing the complexity of the weaving. Transverse properties of fabric are taken into account within a hyp- oelastic constitutive law. A set of 3D interlock fabric forming simulations shows the efficiency of the proposed approach

Follow-up of a panel restoration procedure through image correlation and finite element modeling

International audienceResidual stress estimation is an important question for structural integrity. Since residual stresses are self-balanced stress fields, a classical way to obtain information on them is to remove a part of the structure, and observe the structure displacement field arising from the stress redistribution. The hole- drilling method is such an approach. In some cases, as for the present one concerning a painted panel of cultural heritage, the hole-drilling method is not suited (a structure with a complex geometry, few tests allowed) but one can take advantage of structural modifications if they are monitored (here, a restoration act). We therefore describe in this article a model updating approach, focusing on the residual stress estimation and not on the material parameter identification. This study couples an optical non-invasive shape measurement (digital image correlation, using a projected speckle pattern on the painted panel, with luminance compensation) and a numerical approach (3D finite elements) for the model updating. The 3D stereo-correlation is used to measure a partial displacement field between three different states of the structure (at three different times of the restoration act). The numerical part concerns stress evaluation, once the model and the experiments are compared using a geometric mapping and a spatial projection of discrete fields. Using modeling and identification, the simulation is used to obtain the residual stresses in the panel, before and after the restoration

Modélisation du comportement dissipatif d'un renfort de composite à fibres continues

L'objectif principal est de déterminer un modèle décrivant le comportement dissipatif d'un renfort de composite à fibres continues soumis à de grandes déformations. Compte ? tenu des caractéristiques d'inextensibilités des fibres constituant le composite, le mode de dissipation suit donc une cinématique de cisaillement simple. Un essai de Picture Frame étant réalisé, il est alors observable que lors de la décharge, la contrainte décrit un retour par un trajet asymptotique. Plusieurs modèles existent pour approcher ce comportement asymptotique mais ne peuvent pas être appliqués dans ce cas particulier sans réduire la simplicité du modèle proposé. En effet, l'unique inconnue du modèle est l'angle de cisaillement plastique. Le couplage entre la décomposition de Green ? Naghdi et de Kröner ? Lee permet de définir l'ensemble des tenseurs fondamentaux uniquement dépendant de la configuration initiale qui est donc connue. Ainsi, pour conserver cette simplicité et décrire ce retour asymptotique, la théorie des dérivées fractionnaires, le modèle proposé par Prager ou encore Popov ne sont pas adaptés. L'objectif est donc d'utiliser le principe du modèle de Mroz en écrivant des lois d'évolutions uniquement dépendantes à l'angle de cisaillement plastique

Full-field strain measurements in textile deformability studies

Full-field strain measurements are applied in studies of textile deformability during composite processing: (1) in testing of shear and tensile deformations of textiles (picture frame, bias and biaxial extension test) as an "optical extensometer", allowing accurate assessment of the sample deformation, which may differ significantly from the deformation applied by the testing device; (2) to study mechanisms of the textile deformation on the scale of the textile unit cell and of the individual yarns (meso- and micro-scale full-field strain measurements); (3) to measure the 3D-deformed shape and the distribution of local deformations (e.g., shear angles) of a textile reinforcement after draping, providing input data for the validation of material drape models and for the prediction of the consolidated part performance via structural finite element analysis. This paper discusses these three applications of the full-field strain measurements, providing examples of studies of deformability of woven (glass, glass/PP) and non-crimp (carbon) textile reinforcements. The authors conclude that optical full-field strain techniques are the preferable (sometimes the only) way of assuring correct deformation measurements during tensile or shear tests of textile

Hypoelastic, hyperelastic, discrete and semi-discrete approaches for textile composite reinforcement forming

International audienceThe clear multi-scale structure of composite textile reinforcements leads to develop continuous and discrete approaches for their forming simulations. In this paper two continuous modelling respectively based on a hypoelastic and hyperelastic constitutive model are presented. A discrete approach is also considered in which each yarn is modelled by shell finite elements and where the contact with friction and possible sliding between the yarns are taken into account. Finally the semi-discrete approach is presented in which the shell finite element interpolation involves continuity of the displacement field but where the internal virtual work is obtained as the sum of tension, in-plane shear and bending ones of all the woven unit cells within the element. The advantages and drawbacks of the different approaches are discussed

Bilinear modelling and estimation of displacement for thyroid cancer elasticity imaging

In this study we present a tissue motion modelling and estimation method for elasticity imaging with ultrasound applied to thyroid cancer. Elasticity image of tumor and surrounding tissue of thyroid gland is acquired under a freehand tissue compression using a standard ultrasound probe. The complexity of the movements to analyze requires the development of a parametric model of the displacement and a specific estimation method adapted to sub-pixel displacement. The motion model is a bilinear model with 8 parameters. The model parameters are estimated using a multi-scale iterative approach. This approach was tested on simulation images and clinical data. The first clinical results show the interest and the potential of such imaging technique for the visualization of thyroid tumors.Nous proposons dans cette étude une modélisation et une estimation du mouvement pour l’imagerie échographique de l’élasticité des tissus mous appliquée au diagnostic du cancer de la thyroïde. L’image de l’élasticité de la tumeur et des tissus environnants s’obtient par compression progressive de la thyroïde du patient à l’aide de la sonde échographique. La complexité des mouvements à analyser nécessite le développement d’un modèle paramétrique du déplacement et d’une méthode d’estimation des paramètres du modèle adaptée aux déplacements sub-pixels. Le modèle de mouvement est un modèle bilinéaire à 8 paramètres. L’estimation des paramètres du modèle s’effectue par une approche itérative multi-échelle. Cette approche est testée sur des images de simulation puis, sur des données cliniques. Les premiers résultats cliniques indiquent l’intérêt et le potentiel de cette technique d’imagerie pour la visualisation des tumeurs de la thyroïde

L'informatique au service de la mécanique des solides

Ce dossier est constitué en vue de l'obtention d'une habilitation à diriger des recherches. Après la présentation de mon curriculum vitæ qui permettra au lecteur de manière factuelle et temporelle de retracer mon parcours professionnel, ce document se compose d'une synthèse de mon activité d'enseignant-chercheur elle-même divisée en quatre parties : activités d'enseignement, activités de gestion, activités de valorisation et activités de recherche. Une petite explication s'impose concernant le titre de cette habilitation car c'est une clef importante pour comprendre le fil conducteur de mon parcours en tant qu'enseignant chercheur. « L'informatique au service de la mécanique des solides » peut paraître un titre un peu étrange pour l'habilitation à diriger des recherches d'un mécanicien mais il reflète fidèlement ma passion pour « l'informatique », néologisme inventé en 1962 par un journaliste nommé Philippe Dreyfus, qui est la contraction des mots « traitement de l'informa...tion auto...matique ». Ce mot d'origine typiquement française qui se traduirait plutôt par « computer science » en anglais a été adopté en 1967, (année de ma naissance !) par l'Académie Française pour désigner la « science du traitement de l'information ». Ce n'est que beaucoup plus tard que je découvris l'origine profonde de cette science qui vit le jour dans les années 40 au tournant de la guerre, dans les esprits de grands hommes comme Alan Turing créateur de la "machine universelle" (General Problem Solver), Claude Shannon fondateur de la théorie de la communication, Norbert Wiener un des pères de la Cybernétique, John Von Neumann dont les théories fonctionnelles se trouvent toujours dans nos ordinateurs actuels, pour ne citer que ceux qui m'ont le plus marqué. L'ensemble de mes activités d'enseignement et de recherche au cours de ces 14 années sont sous tendues par ma passion pour l'informatique, et c'est sous cet angle de vue qu'est rédigé ce mémoire

Déformation de métaux : les mesures se précisent

National audienc

Experimental and analytical necking studies of anisotropic sheet metals

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