Modélisation numérique du procédé de tissage de renforts fibreux pour matériaux composites (original) (raw)

Modélisation et caractérisation de matériaux composites tissés

15èmes Journées de Caractérisation Microondes et Matériaux (JCMM), 2018

 Cette communication présente une approche permettant de déterminer les propriétés électromagnétiques de composites tissés. La méthode repose sur l'estimation du coefficient de blindage du milieu évalué par éléments finis 3D. Les propriétés effectives sont déterminées sur une large bande de fréquences. Les résultats obtenus expérimentalement pour différents échantillons de matériaux sont également présentés 1. I.

Approche meso-macro pour la simulation de la mise en forme des composites à renforts tissés

Revue européenne de mécanique numérique, 2006

Une simulation élément finis de la mise en forme des renforts tissés de composites est présentée. Les éléments finis sont composés de mailles tissées et sont basés sur une forme simplifiée du travail virtuel des efforts intérieurs prenant en compte uniquement les tensions biaxiales et le cisaillement plan. Les comportements de la maille pour ces deux grandeurs peuvent être obtenus soit par des expériences soit par des simulations à l'échelle mesoscopique. Celles-ci sont spécifiques à l'analyse des milieux fibreux. On présente la mise en forme hémisphérique d'un renfort tissé très déséquilibré. On montre que si les tensions suffisent à décrire la non symétrie, la description des plissements nécessite la prise en compte du cisaillement.

Analyse meso-macro du formage des renforts textiles de composites

Dans le travail présenté, on distingue les approches continues et les approches discrètes pour la simulation de la déformation des tissés. Si les approches continues permettent l'utilisation d'éléments finis classiques, les modifications des caractéristiques liées au changement de la structure tissée doivent être prises en compte strictement. Dans ce cadre on présente une approche hypoélastique basée sur la rotation de la maille. On présente aussi une approche semi-discrète qui permet d'intégrer les résultats de calculs ou d'expériences réalisés au niveau mesoscopique (échelle de la maille). On montre que l'introduction du blocage en cisaillement est nécessaire pour simuler correctement les plissements

Optimisation des paramètres d'estampage de renforts secs pour applications composites structuraux

2017

RTM processes type can be used for manufacturing high performance composite materials with a high production rate and guaranteed the manufacturing repeatability. Usually, this kind of process is decomposed in two steps: Shaping the fibrous reinforcements (preforming) Injection of the resin (or impregnation) in the preform. One of the shaping process envisaged by the high-volume industry is stamping. However, to shape a complex part with a large size, the “traditional” way shows limits, so complementary developments and growing this process in maturity are needed. 23 ème Congrès Français de Mécanique Lille, 28 Août au 1 er Septembre 2017 2 In this paper, several steps of the research approach are presented: Material characterization (tensile, bend and shear): the bending and shear characterization tests are simulated on PAM FORM (ESI GROUP). Stamping of elementary geometry (hemisphere): the correlation experiments / simulation permit to adjust the numeric material law Application to ...

Approche multiéchelle du comportement mécanique de matériaux compositesa renfort tissé

These de …, 2008

Cet article présente une modélisation multiéchelle du comportement mécanique des matériaux composites à renfort tissé. Le modèle proposé (DMD) repose sur une description de l'architecture du renfort tissé, l'arrangement des constituants et leurs modes d'endommagement. Le modèle développé est identifié et validé pour un matériau composite tissé à matrice céramique, et appliqué à des cas tests de calcul de structure.

Modélisation numérique du renforcement du front de taille d'un tunnel

Revue Française de Génie Civil, 2002

Le dimensionnement des structures souterraines renforcées nécessite une connaissance approfondie du comportement du sol, des boulons et de l'interface sol/boulons. Afin de déterminer la loi de frottement d'interface, des essais de traction in-situ ont été réalisés sur des boulons radiaux scellés équipés de jauges de déformation. La méthode analytique développée par [BOUR 94] permet de déterminer les paramètres de la loi locale de frottement, supposée identique sur toute la longueur du boulon, à partir de la relation globale qui relie la force au déplacement de la tête de l'inclusion et des mesures extensométriques locales. Cette loi d'interaction sol/boulon a ensuite été implémentée dans un modèle numérique tridimensionnel de tunnel à front renforcé par boulonnage. Afin d'évaluer l'incidence de la loi d'interaction sol/boulon en termes de déplacements du front et d'effort dans le boulonnage, nous présentons une étude paramétrique faisant intervenir plusieurs types de lois de frottement. ABSTRACT. The design of reinforced structures requires a perfect knowledge of the behaviour of the soil, the bolts and of the soil/bolt interface. To determine the frictional law between the soil and the bolt, full-scale pullout tests were performed on radial anchor bolts, equipped with strain gauges. The analytical method developed by [BOUR 94] allows to derive the local frictional law parameters (assumed constant along the rod) from the global relationship between the total load and the head displacement. This frictional law is introduced in a 3D tunnel model with reinforced face. The 3D numerical model provides an accurate geometrical description of the tunnel structure, such as the lining behind the face, as well as the interface law between bolts and ground. To observe the influence of the soil/bolt interface, we study the influence of several frictional laws in terms of face displacements and axial forces in the bolts.

Approche meso-macro pour la simulation de la mise en forme des composites � renforts tiss�s

2006

Une simulation élément finis de la mise en forme des renforts tissés de composites est présentée. Les éléments finis sont composés de mailles tissées et sont basés sur une forme simplifiée du travail virtuel des efforts intérieurs prenant en compte uniquement les tensions biaxiales et le cisaillement plan. Les comportements de la maille pour ces deux grandeurs peuvent être obtenus soit par des expériences soit par des simulations à l'échelle mesoscopique. Celles-ci sont spécifiques à l'analyse des milieux fibreux. On présente la mise en forme hémisphérique d'un renfort tissé très déséquilibré. On montre que si les tensions suffisent à décrire la non symétrie, la description des plissements nécessite la prise en compte du cisaillement.

Assemblage de fibres par tissage : analyse et simulation du comportement mécanique

Mécanique & Industries, 2005

-Le comportement mécanique des renforts tissés utilisés dans les composites est fortement influencé par l'assemblage par tissage des mèches chaîne et trame. La rigidité principale du tissé est celle de tension. Le comportement en tension est non-linéaire compte tenu des liaisons entre les deux réseaux qui conduisentà des non-linéarités géométriques locales. Ce comportement en tension est analysé dans le présent travail par des essais de traction biaxiale et des simulations 3D de la mailleélémentaire. La rigidité de cisaillement dans le plan des renforts tissés est faible jusqu'à un angle limite. On montre par des mesures optiques que ceci correspondà une phase de rotation de corps rigide de chaque mèche. Une deuxième phase correspondantà un blocage et unécrasement latéral des mèches conduità des rigidités beaucoup plus fortes. On présente deux formes simplifiées de l'équation de la dynamique ne prenant en compte que les travaux virtuels de tension d'une part et de tension cisaillement d'autre part. On montre sur un exemple de simulation d'emboutissage d'un renfort tissé que la prise en compte du cisaillement est importante si l'on dépasse un angle limite. Mots clés : Textiles / comportement multiéchelles / tension biaxiale / cisaillement plan / liaison par tissage / simulation de mise en forme Abstract-Fibre link by weaving: analysis and simulation of the mechanical behaviour. The mechanical behaviour of woven reinforcements used in composites is mainly depending on weaving between warp and weft yarns. The principal stiffness of the fabric is the tensile rigidity. The tensile behaviour is non-linear accounting for the link between the yarns that leads to local geometrical non-linearities. This tensile behaviour is analysed in the present work by biaxial tensile tests and 3D finite element computations of the woven unit cell. The shear stiffness of fabrics is weak up to a limit angle. Optical measures show that this stage corresponds to a rigid body rotation of each yarn. A second stage in which the yarns are laterally crushed leads to much larger stiffnesses. Two simplified forms of the dynamic equation are presented. They only take into account tensile internal virtual work on one hand and tensile plus shear internal virtual works on the other hand. A fabric deep drawing simulation shows that it can be important to account for shear if a shear limit angle is exceeded.