Modelling of high velocity impact on composite materials for airframe structures application

Auteur(s): Gauthier, Louis
Direction de recherche: Gakwaya, AugustinNandlall, Dennis
Résumé: Cette thèse présente un nouveau modèle de comportement pour les composites stratifiés à renforts tissés et aborde certaines lacunes identifiées dans les lois de comportement s’appliquant aux composites. Cette nouvelle loi de comportement combine la facilité d’utilisation du modèle Matzenmiller-Lubliner-Taylor (MLT) avec la robustesse du modèle de fissuration de Ba˘zant. Une interpolation des propriétés des matériaux est utilisée pour permettre l’évaluation de paramètres à haute vitesse de chargement. La nouvelle loi de comportement est employée en combinaison avec une approche de coques empilées pour permettre la simulation de l’endommagement par délamination. Cette loi de comportement pour stratifiés et le type de discrétisation utilisé permettent la simulation d’impacts à haute vitesse menant à la perforation de la cible. Afin de valider la nouvelle loi de comportement, une série de tests d’impact est effectuée sur trois différents matériaux composites tissés. Un projectile allongé est utilisé afin d’enregistrer la décélération du projectile lors de l’impact. Les cibles composites sont ensuite inspectées par ultrasons pour quantifier l’endom- magement par délamination produit lors de l’impact. Des sections transversales des points d’impact sont inspectées visuellement afin de quantifier les types de rupture dans le stratifié. Des simulations numériques sont ensuite effectuées à l’aide de trois différents types de loi de comportement et différentesméthodes de discrétisation. Le résultat de ces simulations numériques est comparé auxmesures expérimentales. La nou- velle loi de comportement permet une estimation adéquate de l’endommagement des stratifiés et de l’étendue de la délamination ainsi qu’une réduction importante de la sensibilité de la réponse à la taille dumaillage. Certains thèmes nécessitant une recherche plus approfondie sont identifiés dans le but de faciliter la simula- tion d’impacts sur des structures composites en milieu industriel.
Type de document: Thèse de doctorat
Date de publication: 2010
Date de la mise en libre accès: 16 avril 2018
Lien permanent: http://hdl.handle.net/20.500.11794/21588
Université décernant le diplôme: Université Laval
Collection :Thèses et mémoires

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