Caractérisation et analyse de tubes composites carbone / époxyde = Characterization and Analysis of Carbon Fibre / Epoxy Composite Tubes

National audienceLes propriétés mécaniques d'un matériau composite de type résine époxyde renforcée par des fibres de carbone sont déterminées par des essais sur des éprouvettes tubulaires. Trois empilements - [±15°], [±45°], et [±75°] - sont utilisés pour caractériser le comportement dans la direction des fibres, dans la direction transverse, et en cisaillement. Des essais quasi-statiques et en fluage sont effectués. Les résultats sont comparés aux approches analytiques

A Contribution to Time-Dependent Damage Modeling of Composite Structures

International audienceThe paper presents a new damage model for predicting stiffness loss due to creep loading and cyclic fatigue. The model, developed within a continuum damage mechanics framework, is based on the idea of a time-dependent damage spectrum, some elements of which occur rapidly and others slowly. The use of this spectrum allows a single damage kinematic to model creep and fatigue damage and to take into account the effect of stress amplitude, R ratio, and frequency. The evolution equations are based on similar equation than the one describing the viscoelasticity model and are relatively easy to implement. The new model is compared to the experimental results on carbon fiber/epoxy tubes. Quasi-static, creep and fatigue tests are performed on filament-wound tubular specimens to characterize the elastic, viscoelastic and plastic behavior of the composite 2 material. Varying amounts of damage are observed and discussed depending on stress level and R ratio. The experimental work aims to develop and validate the damage model for predicting stiffness loss due to creep loading and cyclic fatigue

Durabilité des composites pour énergie marine renouvelable

International audienceLes matériaux composites joueront un rôle essentiel dans le développement de systèmes de conversion d'énergie marine renouvelable, et pour cette application compte tenu des contraintes liées à la maintenance une excellente durabilité à long terme s'avère indispensable. On dispose d'une bonne expérience de ces matériaux en milieu marin, et pour des applications, telles les éoliennes, où ils sont soumis à un chargement cyclique, mais on ne trouve que très peu d'informations sur leur comportement sous sollicitation cyclique dans l'eau de mer. Cet article adresse cette lacune, et présente les résultats d'une étude du comportement sous chargement quasi-statique et cyclique de composites renforcés de différentes fibres de verre dans l'eau de mer. Pour ces conditions de chargement couplé, le type de fibre, la résine et l'interface fibre/matrice influent tous sur la durée de vie

Investigations des propriétés rhéologiques d'un composite à matrice polymère renforcé en nanotubes de carbone pour prédire son écoulement dans un mélangeur bi-vis

Ce papier traite l'écoulement d'un polymère chargé en nanotubes de carbone dans un mélangeur bi-vis durant la phase de mélangeage. La viscosité est caractérisée par des essais de rhéologie et une loi de viscosité dépendante des effets de la température et du taux de cisaillement est proposée, pour différents chargement de nanotubes. Les équations de Navier-Stockes couplées à l'équation de la chaleur sont alors résolues. Les résultats permettent de comparer le couple résistant mesuré sur une pale du mélangeur avec celui calculé

Etude du comportement superélastique d'un stent en alliage à mémoire de forme. Investigations expérimentales et numériques

Les alliages à mémoire de forme (AMF) sont classiquement utilisés en biomécanique. On s'intéresse ici à prédire le comportement superélastique d'un stent AMF (nickel titane) présentant une géométrie particulière à fils enchevêtrés. Le modèle CAO tridimensionnel réalisé avec Catia V5 est importé dans Abaqus, et une loi de comportement phénoménologique implémentée via la routine UMAT permet de prendre en compte le comportement superélastique. Des tests de compression et de gonflement sont simulés et les résultats comparés avec les investigations expérimentales correspondantes

Compression moulding of complex parts for the aerospace with discontinuous novel and recycled thermoplastic composite materials

International audienceThis development concerns the production of complex parts capable of withstanding concentrated loads with up to 84 % weight saving compared to metallic discontinuous thermoplastic composite materials

Determination of the phase transformation zone at a crack tip in a shape memory alloy exhibiting asymmetry between tension and compression

International audienc

Effets de la fréquence de sollicitation sur les propriétés en fatigue d'un CMO

1ères Journées Thématiques AMERICO, Toulouse, France, 22-23 septembr

Étude du comportement dynamique d'un ressort et d'une rondelle Belleville en Alliage à Mémoire de Forme et évaluation de leur pouvoir amortissant.

Les Alliages à Mémoire de Forme (AMF), sont d’excellents candidats pour être utilisés dans les structures amortissantes. En effet, la transformation martensitique permet à ces matériaux de récupérer des déformations réversibles de l’ordre de 10% et leur comportement hystérétique montre qu’ils sont susceptibles de dissiper l’énergie mécanique. L’état de l’art montre qu’un certain nombre de travaux expérimentaux ont été menés pour caractériser le comportement dynamique des structures en AMF. En revanche il n’existe que peu d’études sur la modélisation du comportement dynamique des structures en AMF et donc une confrontation entre des résultats expérimentaux, analytique voire numérique. 1. Une première étape vise à étudier expérimentalement le comportement en compression du ressort et de la rondelle. Un comportement non linéaire hystérétique (donc dissipatif) est justement mis en évidence. L’influence du déplacement maximal, du cyclage et de la vitesse de sollicitation est étudiée. 2. A partir de ces courbes expérimentales, une modélisation par éléments finis permet des simuler l’essai de compression pour chaque structure. Un modèle de comportement phénoménologique macroscopique implémenté dans le code de calcul Abaqus est utilisé. Après l’identification des paramètres matériaux, un test de convergence numérique permet de corroborer les résultats expérimentaux. 3. La modélisation du comportement dynamique se fait en déterminant la raideur complexe équivalente de chaque structure, à partir des courbes précédentes. Il s'agit d'une extension de l’outil module d’Young complexe. Ainsi, pour chaque niveau de sollicitation, on obtient une raideur équivalente et un facteur de perte, image du pouvoir amortissant de la structure. 4. L’équation de vibration à un degré de liberté est résolue dans cette dernière étape en tenant compte de la raideur complexe de la structure. L’analyse modale numérique permet de mettre en évidence le comportement dynamique non linéaire de la structure à travers les diagrammes de Bode et Nyquist. Ainsi, la prédiction du comportement dynamique de deux structures en AMF à été menée. Une modélisation originale par extension du concept de module d’Young complexe permet d’évaluer le pouvoir amortissant de ces deux structures en fonction du niveau de sollicitation