Définition d'un essai pour analyser le comportement hors plan des assemblages de composites = Definition of a test to analyse the behaviour of composite assemblies under out-of-plane loadings

National audienceL'utilisation des assemblages collés s'est considérablement développée ces dernières années et l'exigence d'alléger la masse dans tous les secteurs du transport afin de réduire la consommation d'énergie ne peut mener qu'à plus d'applications. Les matériaux composites sont des éléments clés dans la stratégie de réduction du poids aussi bien dans le cas d'assemblages d'éléments composites que dans le cas de liaisons entre composites et structures métalliques. Il existe peu d'essais standards d'assemblages collés capables de caractériser des assemblages composites. De ce fait, le manque d'essais appropriés peut -être considéré comme l'un des facteurs limitant l'utilisation des assemblages collés dans les applications industrielles. Ce papier présente l'utilisation d'un montage Arcan modifié pour déterminer le comportement de composites et d'assemblages de composites sous des chargements radiaux hors plans. Le principal avantage de ce dispositif, utilisant un assemblage hybride collé, est de limiter fortement l'influence des effets de bords

Etude numérique et optimisation du comportement d'assemblages collés cylindriques sous chargements de traction

National audienceSee http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/59/28/58/ANNEX/r_R0A988Z2.pd

Eude expérimentale du comportement d'assemblages collés de composites sous chargement hors plan

International audienceL'utilisation des matériaux composites est un élément incontournable dans la stratégie de réduction d'énergie notamment dans le secteur des transports. L'étude du comportement des assemblages, notamment par collage, comprenant des éléments composites est d'une grande importance. La nature complexe des sollicitations, souvent 3D, nécessite de pouvoir caractériser les assemblages ou les composites. Or, peu de dispositifs expérimentaux permettent l'étude sous sollicitations radiales hors plan sauf pour des composites épais qui ne sont pas toujours représentatifs des applications industrielles. Le papier décrit un dispositif expérimental utilisant, en autre, un montage Arcan modifié, une optimisation de l'assemblage collé composite métal limitant l'influence les effets de bords. Des résultats, montrant le potentiel de la démarche, sont proposés, sous la forme de courbes enveloppes de ruptures (complètes ou partielles) sous sollicitations radiales hors plan ainsi que des essais cyclés en traction hors plan pour des rapports de charge positifs

Analyse et modélisation du comportement élasto-viscoplastique d'un adhésif dans un assemblage = Analysis and modeling of the elasto-visco-plastic behaviour of an adhesive in an assembly

National audienceCe papier présente une contribution au développement d'un modèle 2D de comportement d'un adhésif dans un assemblage, partant d'une large base de données expérimentales dans le cas de chargements radiaux monotones. Les résultats expérimentaux ont été obtenus à l'aide d'un dispositif Arcan modifié avec des géométries spécifiques permettant de limiter de manière importante les effets de bords afin d'obtenir des informations fiables sur le comportement non linéaire de l'adhésif étudié (adhésif à base époxy HuntsmanTM, Basel, Switzerland, Araldite® 420 A/B). Ces résultats soulignent que les déformations de l'adhésif sont plus importantes en cisaillement qu'en pelage. Ainsi, un modèle non associé, avec une fonction seuil spécifique a été proposé afin de représenter précisément les observations expérimentales. Comme la distribution des contraintes dans le plan moyen du joint de colle est non uniforme dans l'adhésif pour l'essai Arcan utilisé, des techniques d'identifications inverses utilisant des simulations par éléments finis non linéaires ont été utilisées. D'abord, pour une vitesse de déformation donnée, un modèle élasto-plastique a été proposé. Puis, une extension du modèle à un comportement élasto-viscoplastique a été développée pour un rapport important des vitesses de déformations pour des essais de traction-cisaillement. Les comparaisons avec les données expérimentales sont présentées en utilisant des éléments joints (ou éléments d'interface) qui permettent de réduire de manière significative le coût numérique dans le cas de structures collées caractérisées par de faibles effets de bords

Analysis of the mechanical behaviour of composites and their bonded assemblies under out-of-plane loads using a modified Arcan apparatus

International audienceAdhesively bonded assemblies, unlike riveted or bolted joints, do not require holes, which can lead to large stress concentrations in composites. For this reason adhesive bonding is attracting attention particularly when weight is critical. But failure in adhesively bonded assemblies involving composites is often associated with crack initiation in the adhesive or delamination of the composite plies close to the adhesive joint caused by interlaminar or through-thickness stresses. Such assemblies are often characterized by large stress concentrations, which make the analysis of their behaviour for industrial applications difficult. As the mechanical behaviour of adhesives and of composites are quite complex, a large database of experimental results under various loading conditions is necessary to develop accurate numerical models. Unfortunately, few experimental devices allow out-of-plane loading to be studied, except for specific loadings or by using thick composite specimens which are not always representative of industrial applications. This paper presents the possibilities of an experimental device, using a modified Arcan test, and optimized hybrid bonded assemblies, which limit the influence of edge effects. Some test results, showing the potential of the approach, are presented in the form of failure envelope curves for proportional monotonic out-of-plane loadings. Moreover, some aspects of the influence of low temperature on the mechanical behaviour of hybrid bonded assemblies with composites are analyzed

Change of scale strategy for the microstructural modelling of polymeric rohacell foams

International audienceIn this paper a numerical model dedicated to the simulation of the mechanical behaviour of polymeric Rohacell foams is presented. The finite elements model is developed at the scale of the microstructure idealized by a representative unit cell: the truncated octahedron. Observations made on micrographs of Rohacell lead to mesh this representative unit cell as a lattice of beam elements. Each beam is assigned a brittle linear elastic mechanical behaviour in tension and an elasto-plastic behaviour in compression. The plasticity in compression is introduced as a way to mimic the buckling of the edges of the cells observed in experimental crushing tests. A contact law introduced between the beams stands for densification. A change in scale is then realized by increasing the length of the edges of the unit cell. Several computations show the ability of the proposed approach to preserve the physical degradation phenomena and the loads while drastically decreasing the computational time

Etude du comportement d’une colle dans un assemblage. Comparaison de différents essais

L’utilisation du collage structural est souvent limitée par un manque de données fiables sur le comportement non linéaire de l’adhésif au sein d’un assemblage. En effet les analyses des essais expérimentaux sont souvent difficiles du fait de la présence de fortes singularités. La comparaison des résultats de différents essais, dont certains permettent de limiter fortement les effets de bord, est présentée pour diverses colles sollicitées dans une large gamme de vitesses

Analyse expérimentale et modélisation du comportement thermomécanique d'un assemblage composite-polymère

International audienceL'exploitation offshore pétrolière en eau extra profonde (désormais jusqu'à 3000 mètres de profondeur) conduit à de nouvelles exigences pour les compagnies d'opérations d'offshore, en particulier dans le domaine du choix des matériaux. Le fait de devoir, dans des conditions d'environnement extrêmes (forte pression hydrostatique, fort gradient thermique 4°C à l'extérieur et jusqu'à 150°C à la surface du pipe), maintenir un débit d'effluent pétrolier à l'intérieur des conduites amène à une sélection sévère des matériaux utilisés pour assurer une isolation thermique passive des conduites. Dans ce domaine une attention particulière a été récemment portée sur le comportement à long terme de la zone dite de " Field joint ". Après l'assemblage des pipes par soudage, la zone non revêtus des extrémités doit être isolée thermiquement pour garantir un bon comportement thermique de l'ensemble. Ceci est réalisé par moulage ou injection d'un polymère, généralement de nature différente du matériau d'isolation utilisé sur la partie courante du pipe, sur la partie libre de revêtement, conduisant à un assemblage composite - polymère (partie appelée : Field joint). L'objectif du travail est de développer un modèle permettant la description du comportement thermomécanique de l'assemblage. Le comportement mécanique du matériau de revêtement des pipes (généralement une mousse syntactique de polypropylène) et des matériaux utilisés dans la réalisation des Field joints sont préalablement analysés en utilisant des essais de compression hydrostatique (statique et fluage) à différentes températures et par analyse mécanique dynamique (DMA). Un modèle thermomécanique du matériau prenant en compte une déformation hydrostatique de fluage est ensuite élaboré et implémenté dans le logiciel COMSOL Multiphysics Ô. Un modèle global de l'assemblage dans les conditions de service est alors proposé pour prédire la distribution des déformations dans la structure. Cette distribution révèle la criticité de la zone l'assemblage entre le matériau d'isolation du pipe et le Field joint. La dernière étape de cette étude se concentre sur la caractérisation mécanique de l'interface entre le revêtement et les matériaux du Field joint à l'aide d'un montage ARCAN modifié permettant la détermination de l'enveloppe de rupture d'un joint composite-polymère

Pleurodesis for primary spontaneous pneumothorax.

International audienc