Добірка наукової літератури з теми "Composites à fibres – Matériaux – Fatigue"
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Статті в журналах з теми "Composites à fibres – Matériaux – Fatigue":
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Bilba, Ketty, and Marie-Ange Arsène. "Etude de matériaux composites fibres de dictame/ciment." Revue des composites et des matériaux avancés 17, no. 3 (December 21, 2007): 327–50. http://dx.doi.org/10.3166/rcma.17.327-350.
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Bourmaud, Alain, Antoine Le Duigou, and Christophe Baley. "Recyclage des matériaux composites renforcés par des fibres végétales." Revue des composites et des matériaux avancés 20, no. 3 (December 31, 2010): 353–72. http://dx.doi.org/10.3166/rcma.20.353-372.
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Chahid, M., M. El Ghorba, M. Benhamou, and Z. Azari. "Optimisation fiabiliste de l'endommagement en fatigue d'un matériau composite fibres de verre-époxyde." Matériaux & Techniques 84, no. 11-12 (1996): 13–17. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/199684110013.
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Koadri, Zainate, Azzedine Benyahia, Nadir Deghfel, Kamel Belmokre, Brahim Nouibat, and Ali Redjem. "Étude de l’effet du temps de traitement alcalin de fibres palmier sur le comportement mécanique des matériaux à base d’argile rouge de la région de M’sila." Matériaux & Techniques 107, no. 4 (2019): 404. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/2019031.
Анотація:
Ce travail s’inscrit dans le développement de matériaux locaux, telle que la fibre végétale (fibre de palmier) et l’argile rouge du sud Algérien, largement utilisées dans la préparation des briques, comme matériaux de construction rurale. Les fibres végétales possèdent des propriétés très intéressantes, elles sont : renouvelables, biodégradables et le rapport coût/légèreté faible. Leurs propriétés mécaniques sont très importantes. Cependant, le problème prédominant dans ce type de matériaux composites est la faible adhésion de l’interface matrice-fibre, attribuée probablement, à la nature de la surface et au caractère hydrophobe des fibres naturelles, conduisant ainsi, à des propriétés mécaniques faibles pour le composite envisagé. Le but de cette étude consiste à traiter la fibre de palmier par une solution basique d’hydroxyde de sodium (NaOH 4 % [m/v]) durant des périodes variables : 3, 7, 24 et 48 heures, afin d’améliorer l’adhésion interfaciale. Les résultats obtenus à partir des essais réalisés sur le composite renforcé par les fibres de palmier traitées durant 7 h ont montré une nette augmentation quant à la résistance, à la flexion et à la compression ; cette croissance est respectivement de l’ordre de 57 et 60 %, comparativement au composite renforcé par les fibres non traitées. On peut déduire que les fibres de palmier peuvent être considérées comme l’un des matériaux appropriés pour le renforcement de l’argile.
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Bathias, C. "La fatigue des matériaux composites à hautes performances." Matériaux & Techniques 78, no. 5 (1990): 11–17. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/199078050011.
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Juarez, Cesar, Gerardo Fajardo, and Pedro Valdez. "Caractérisation microstructurale des fibres naturelles pour des matériaux composites à base de ciment." Canadian Journal of Civil Engineering 36, no. 3 (March 2009): 449–62. http://dx.doi.org/10.1139/l09-009.
Анотація:
Le comportement mécanique des bétons renforcés de fibres naturelles dépend principalement de l’adhérence entre la fibre et la matrice de ciment. Cette adhérence a aussi une certaine influence sur le type d’endommagement de ces matériaux. Cette recherche a été menée sur des fibres naturelles de lecheguilla (Agave lecheguilla). Des essais chimiques, physiques et mécaniques tels que la détermination de la composition chimique, la morphologie, la porosité, l’absorption d’eau et les résistances à la traction et à la flexion ont été réalisés en utilisant ces fibres naturelles. Des observations à l’interface fibre–matrice de ciment ont aussi été effectuées à l’aide du stéréoscope pour évaluer l’effet du milieu alcalin et de différents rapports eau/ciment (E/C) sur la performance de mortier fibré. On a constaté que la résistance mécanique à la traction et à la flexion du matériau composite augmente, d’une part, avec l’augmentation de la longueur et, d’autre part, avec la diminution du volume de fibres utilisé. Le principal type de défaillance observée est l’arrachement des fibres. De plus, l’adhérence entre les fibres et la matrice de ciment est modifiée par les changements volumétriques et l’absorption d’eau relativement élevée. Néanmoins, cette adhérence peut être substantiellement améliorée en faisant un traitement superficiel des fibres à l’aide de solutions chimiques, comme le xylène, et en utilisant des faibles rapports E/C.
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Djoudi, Tarek, Mabrouk Hecini, Daniel Scida, Youcef Djebloun, and Belhi Guerira. "Caractérisation physique et mécanique du bois et des fibres issus d’une palme mûre de palmier dattier." Matériaux & Techniques 106, no. 4 (2018): 403. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/2018056.
Анотація:
La disponibilité en quantité importante des sous-produits renouvelable des palmiers dattiers laisse envisager leur utilisation comme renfort dans les matériaux composites et les structures d’isolation. Ceci nécessite la caractérisation physico-mécanique des différentes composantes du palmier. Dans ce contexte, cette étude a été entamée pour la caractérisation d’une composante importante du palmier qui est la palme mûre. La palme étant décomposée essentiellement en deux parties, le Pétiole et le Rachis, la caractérisation a été portée alors sur le bois fibreux et les fibres de ces deux parties. La caractérisation physique concernera la masse volumique des fibres et de la matrice végétale (lignine) ainsi que le taux d’humidité dans les différentes parties de la palme. Les essais mécaniques ont permis de déterminer les caractéristiques mécaniques du bois fibreux et des fibres extraites des deux parties de la palme après le séchage. À l’issue de cette étude, les résultats obtenus montrent l’influence de la position de l’échantillon testé sur les propriétés physico-mécaniques. Ils ont permis également de situer ce type de bois fibreux et ces fibres parmi d’autres résultats de la littérature scientifique et d’envisager de les utiliser dans la mise en œuvre des matériaux composites et dans des éléments d’isolation.
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Nardin, Michel. "Interfaces fibre-matrice dans les matériaux composites. Applications aux fibres végétales." Revue des composites et des matériaux avancés 16, no. 1 (April 23, 2006): 49–62. http://dx.doi.org/10.3166/rcma.16.49-62.
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Redjel, Bachir. "La ténacité des matériaux composites a fibres courtes orientées au hasard." Matériaux & Techniques 79, no. 11 (1991): 21–27. http://dx.doi.org/10.1051/mattech/199179110021.
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Cheour, Khouloud, Mustapha Assarar, Daniel Scida, Rezak Ayad, and Xiao-Lu Gong. "Identification des coefficients d’amortissement de matériaux composites à fibres de lin." Revue des composites et des matériaux avancés 26, no. 3-4 (December 30, 2016): 367–82. http://dx.doi.org/10.3166/rcma.26.367-382.
Дисертації з теми "Composites à fibres – Matériaux – Fatigue":
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Coutand, Bernard. "Etude de la déformabilité à haute température de matériaux composites à matrice d'alliage léger renforcée par des fibres courtes." Bordeaux 1, 1991. http://www.theses.fr/1991BOR10508.
Анотація:
Des materiaux composites a matrice d'aluminium as7g06 renforcee par des fibres courtes de carbure de silicium ont ete elabores par rheomoulage. La deformabilite a haute temperature de ces materiaux est etudiee en traction et compression. Les parametres consideres sont la fraction volumique de renfort, la temperature d'essai et la vitesse de deformation afin d'en deduire les caracteristiques de l'ecoulement viscoplastique: le coefficient de sensibilite de la contrainte d'ecoulement a la vitesse de deformation et l'energie d'activation apparente du phenomene. Les evolutions des caracteristiques mecaniques, la reorientation et l'endommagement du renfort ainsi que l'interaction chimique a l'interface fibre matrice ont ete analyses. L'ensemble de ces observations sont correlees de maniere a definir les conditions optimales de transformation de ce type de materiau et ameliorer notre connaissance de leur comportement mecanique
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Legrand, Nicolas. "Fatigue de composites à matrice métallique base titane à renfort unidirectionnel de fibres SiC." ENSMP, 1997. http://www.theses.fr/1997ENMP0844.
Анотація:
Ce travail a essayé de comprendre l'origine physique de la rupture en fatigue à haute température des composites à matrice métallique SCS6/TA6V, SM1140+/Ti6242 et SCS6/Ti6242. Le comportement en fatigue du matériau a été étudié selon deux orientations : longitudinale (axe de chargement parallèle à l'axe des fibres) et transversale (axe de sollicitation perpendiculaire à l'axe des fibres). En fatigue longitudinale, effectuée à 450 et 550°C sur le SCS6/TA6V, trois processus majeurs d'endommagement ont été identifiés : le report de charge global de la matrice aux fibres lié à son adoucissement cyclique, la dégradation locale des interfaces au droit des ruptures de fibres et la dégradation des propriétés à rupture du renfort par l'environnement. Les cinétiques d'endommagement de ces différents mécanismes ont pu être évaluées grâce à des observations et à l'émission acoustique. Un modèle micromécanique, prenant en compte le comportement statistique des fibres, a alors permis de confirmer et de quantifier l'influence de ces trois mécanismes d'endommagement sur la rupture en fatigue de composite. Il a ainsi été montré qu'à des niveaux de sollicitation suffisamment élevés (contrainte supérieure à 1000MPa), la dégradation locale des interfaces au droit des ruptures de fibres peut conditionner à elle seule la durée de vie en fatigue du composite. Enfin, en se basant sur les résultats expérimentaux d'émission acoustique, le modèle a permis, au moins semi quantitativement, d'être prédictif en cinétique d'endommagement et en ruptureThe primary objective of this work is to understand the physical origin of fatigue fracture at high temperature of metal matrix composites SCS6/Ti6-4, SM1140+/Ti6242 and SCS6/Ti6242. The fatigue behaviour of the material is studied in longitudinal (loading parallel to the fiber axis) and transverse (loading perpendicular to the fiber axis) orientations. In longitudinal fatigue, performed at 450 and 550°C on SCS6/Ti6-4 and SM1140+/Ti6242, three major damage mechanisms were identified : the global load transfer from matrix to fibers due to matrix cyclic softening (mechanism n°1), the local interfacial degradation close to broken (mechanim n°2) and the infuence of environment on mechanical fiber properties (mechanism n°3). Damage kinetics of these different mechanisms were identified experimentally using microscopic observations and acoustic emisson technic. A micromechanical modelling, taking into account of the statistical behaviour of fibers has confirmed and quantified influence of these mechanisms on fatigue fracture of the composite : with this model, it was demonstrated that for sufficiently high fatigue loadings (stress up to 1000 MPa), the local interfacial degradation near fiber failures may control fatigue life of the composite. At last, based on experimental acoustic emissions results, this modeling enables to predict both damage kinetics and rupture in fatigue. It is thus an interesting numerical tool to improve and optimize composite fatigue properties. As far as the transverse fatigue is concerned, it was determined in isothermal (at 600°C) and in non isothermal (between 200 and 600°C) conditions. In that orientation, damage mechanisms are due to interfacial debondings and slidings and oxidation of the carbon interface. A simple one dimensionnal "3 bars" model has been formulated (taking into account matrix viscoplasticity). It has demonstrated that cyclic viscoplasticity plays a key role in fatigue fracture along this orientation
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Hunault, Patrick. "Contribution à l'évaluation de l'endommagement par fatigue de composites unidirectionnels carbone-époxy." Toulouse, INPT, 1990. http://www.theses.fr/1990INPT022G.
Анотація:
Deux familles de materiaux composites unidirectionnels carbone/epoxy, t 300 - 5208 et t 300 - 914 sont etudiees. A l'aide d'une machine de fatigue en flexion multipostes, concue et realisee pour etablir des criteres d'endommagement, on met en evidence des differences de comportement en fonction des conditions d'elaboration. La validite des criteres en cisaillement interlaminaire et en fatigue en flexion est assuree par traitement statistique des donnees.
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Goumghar, Amirouche. "Élaboration et étude des performances dynamiques de composite bio-sourcés à architecture hybride lin—verre." Electronic Thesis or Diss., Reims, 2023. http://www.theses.fr/2023REIMS002.
Анотація:
L'utilisation des matériaux composites renforcés par des fibres végétales ne cesse de croitre dans divers secteurs tels que l'automobile et le packaging. Toutefois, le problème de leur sensibilité à l'humidité freine encore leur utilisation dans des applications exposées à des conditions environnementales extrêmes. Par conséquent, l'hybridation des fibres végétales avec des fibres synthétiques peut constituer une voie prometteuse pour améliorer certaines propriétés des composites à renfort végétal. C'est dans ce contexte que se situe le présent travail doctoral. Il présente une analyse expérimentale du comportement en fatigue par traction--traction et en fatigue par chocs à faible énergie de stratifiés non hybrides et hybrides lin-verre/époxyde. Une investigation de leur durabilité après un vieillissement hydrique jusqu'à la saturation est également présentée. À cette fin, plusieurs plaques des composites non hybrides et hybrides lin-verre/époxyde ont été élaborées par le procédé d'infusion sous vide. Dans un premier temps, nous avons réalisé une caractérisation en traction monotone des composites de l'étude et étudié la cinétique de diffusion de l'humidité au sein de ces matériaux. Les résultats de ces essais montrent que le remplacement de couches de lin par des couches de verre améliore nettement les propriétés mécaniques stratifié lin/époxyde et diminue également sa masse d'eau absorbée à saturation. Ensuite, des essais de fatigue cyclique ont été réalisés sur des éprouvettes composites non vieillies et vieillies. Ces essais de fatigue ont été couplés à la technique de l'émission acoustique afin d'identifier les mécanismes d'endommagement et leur chronologie d'apparition. Pour évaluer l'effet de la charge de fatigue sur la perte de rigidité, les boucles d'hystérésis et le facteur d'amortissement des composites non hybrides et hybrides ont été étudiées. L'analyse des signaux acoustique permet d'identifier trois classes de signaux acoustiques dans tous les composites étudiés. Ces trois classes sont attribuées aux principaux mécanismes d'endommagement comme la fissuration matricielle, la décohésion fibre--matrice et la rupture des fibres. Cette attribution est consolidée par des observations microscopiques obtenues à l'aide d'un microscope électronique à balayage. Enfin, des essais de fatigue par chocs à faible énergie ont été réalisés sur des échantillons composites non vieillis et vieillis. Les résultats obtenus montrent clairement que le composite lin/époxyde absorbe une grande partie de l'énergie d'impact en déformation élastique. Cependant, le stratifié verre/époxyde consomme cette énergie en endommagement et rupture. De plus, le vieillissement hydrique fragilise tous les composites étudiés et diminue leur résistance à la fatigue par chocsThe use of natural fibre-reinforced composite materials is growing in various sectors such as automotive and packaging. However, the problem of their sensitivity to humidity still hinders their use in applications exposed to extreme environmental conditions. Therefore, the hybridization of natural fibres with synthetic fibres can constitute a promising way to improve some properties of natural fibre-reinforced composites. It is in this context that the present doctoral work is situated. It presents an experimental analysis of the tensile-tensile fatigue and low-energy impact fatigue behaviour of non-hybrid and hybrid flax-glass/epoxy laminates. An investigation of their durability after water aging until saturation is also presented. To this end, several plates of non-hybrid and hybrid flax-glass/epoxy composites have been fabricated by the vacuum infusion process. First, we carried out a monotonic tensile characterization of the studied composites and evaluated the kinetics of moisture diffusion within these materials. The results of these tests show that the addition of glass layers to the flax/epoxy laminate improves its mechanical properties and also reduces its mass of water absorbed at saturation. Then, cyclic fatigue tests were performed on unaged and aged composite specimens. These fatigue tests were coupled with the acoustic emission technique in order to identify the damage mechanisms and their chronology of appearance. To evaluate the effect of fatigue loading on the loss of stiffness, hysteresis loops and the damping factor of non-hybrid and hybrid composites were investigated. The analysis of the acoustic signals makes it possible to identify three classes of acoustic signals in all the studied composites. These three classes are attributed to the main damage mechanisms such as matrix cracking, fibre/matrix decohesion and fibre breakage. This attribution is supported by microscopic observations obtained using a scanning electron microscope. Finally, low-energy impact fatigue tests were performed on unaged and aged composite samples. The obtained results clearly show that the flax/epoxy composite absorbs a large part of the impact energy and transforms it into elastic energy. However, the glass/epoxy laminate consumes this energy in damage and breakage. In addition, water aging weakens all the studied composites and reduces their resistance to impact fatigue
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Al-Maghribi, Abir. "Comportement des matériaux composites à fibres courtes : applications à l'impact basse vitesse." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/337/.
Анотація:
L'objectif de cette étude est de modéliser le comportement d'un matériau composite à fibres courtes soumis à des impacts basses vitesses. Le matériau étudié est un matériau composite préimprégné SMC " Sheet Molding Compound ", composé de résine polyester, de fibres courtes de verre E et charge minérales. Une première partie de l'étude rappel les lois élastoplastiques endommageables de ce type de matériau. Ces lois ont été implantées dans un code de calcul explicite par éléments finis (LS_DYNA et EUROPLEXUS). Des essais de caractérisations des SMC-R sous diverses sollicitations ont été réalisés afin de mettre en place de nouvelles lois de comportement. Les sollicitations sont de types traction simple, traction cyclique Pure, compression pure, compression cyclique pure, couplage de traction-compression, cisaillement simple, cisaillement cyclique, couplage cisaillement -traction et compression dynamique. Une première approche des effets de vitesse de déformation sur le comportement sont mis en place. Les essais ont permit de déterminer les lois d'endommagement et de plasticité afin de les implémenter dans un code de calculs par éléments finis. Les lois obtenues étant nécessaires à l'étude de l'impact. La deuxième partie de l'étude présente l'analyse expérimentale de l'impact. Les impacts ont été réalisés à l'aide d'une machine d'impact à masse tombante pour différentes énergies (4, 8, 12, 16 J). Les défauts après impacts sont contrôlés par RX, ressuage, et analyse microscopique afin d'analyser et quantifier les défauts créés pendant les impacts. Ces analyses ont montré un défaut après l'impact du type tronconique dans l'épaisseur des plaques. Enfin, une comparaison est fait entre les résultats obtenus expérimentalement et ceux obtenues à partir de la simulation numérique explicite. La comparaison des résultats expérimentaux et numériques a montré que les simulations numériques de l'impact sont en bon accord avec les résultats expérimentaux autant en termes de comportement global (effort et déplacement) qu'en termes de tailles des défauts relevés après impactsThe objective of this work is to investigate the behaviour of a short fiber composite material subjected to low speed impacts. The studied material is a SMC composite material realized by compressive moulding. A first part of the study gives elastoplastic with damage behaviour of this type of material. These laws were coded into the user defined material subroutine of (LS-DYNA3D and EUROPLEXUS). Characterizations tests of the SMC-R were realized in order to identify non linear behaviour. The tests realized are tensile test, compressive test, shearing test and dynamic compressive test. The tests have allowed us to identify damage behaviour. The obtained behaviour is necessary for the study of impact. The second part of the study presents the experimental analysis of the impact. The impacts were realized for various energies (4, 8, 12, 16 J). The defects after impact tests are controlled by RX testing, US control, and microscopic observation, in the aim to analyze and quantify the defects create during the impacts. These analyses showed a conical defect in the thickness of plates. Finally a comparison is made between the results obtained experimentally and those obtained from an explicit numerical simulation. This comparison shows that the numerical simulations of impact behaviour are in good agreement with the experimental results. The results globally show a global correlation for the load-displacement behaviour and a local correlation for the defect size
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Dalmaz, Anne. "Etude du comportement en fatigue cyclique a hautes températures du composite tisse fibre de carbone/matrice carbure de silicium 2,5D C/SiC." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0085.
Анотація:
L'étude porte sur un composite multicouches à fibres de carbone/matrice carbure de silicium 2,5D C/SiC élaboré par la Société Européenne de Propulsion. Ce composite étant utilisé dans le domaine aérospatial pour réaliser des structures à chaud travaillant dans un environnement sévère (hautes températures, fortes sollicitations mécaniques, atmosphère plus ou moins oxydante), il apparaît primordial d'étudier son comportement intrinsèque en fatigue cyclique à hautes températures. La finalité de notre étude est alors de prec1ser les mécanismes d'endommagement du composite 2 5D C/S iC à l’origine des propriétés mécaniques en fatigue cyclique sous atmosphère inerte et à différentes températures (de 20 °C à 1500 °C). Une modélisation par éléments finis permet d'expliquer l'origine du réseau de fissures développé au cours des sollicitations aux différentes températures. Une nouvelle approche de modélisation des modules d’élasticités de composites tissés céramique/céramique a été faite par la méthode d’homogénéisation. Elle a permis entre autre de donner des informations supplémentaires pour améliorer la description des séquences d’endommagement au cours de la fatigue cyclique. L’évolution du comportement mécanique en fonction de la température s'articule autour de la température d'élaboration (environ 1000 °C) du composite. Pour des températures inférieures à 1000 °C, le comportement mécanique est contrôlé par l'évolution des contraintes thermiques résiduelles et de la fermeture des fissures. Le composite présente alors un comportement mécanique d'autant meilleur (résistance mécanique durée de vie, rigidité) que la température est élevée. Par ailleurs, le raidissement observé à hautes températures au cours du cyclage mécanique résulte de la fermeture des fissures par des mouvements localisés de la structure. Pour des températures supérieures à 1000 °C, le comportement mécanique est contrôlé par des mécanismes dépendant du temps encore mal connusThis study investigates the mechanical behavior of a 2. 5D woven multi-layered carbon fiber composite with a silicon carbide matrix, manufactured by the SEP. This material is used in the aerospace industry for the manufacture of parts operating under extreme conditions (very high temperature, high loading stress and a strongly oxidizing atmosphere). It is, therefore, essential to establish it is mechanical behavior under cyclic loading at elevated temperature. The aim of this study is therefore to define the damage mechanism of the 2. 5D C/SiC composite controlling the mechanical behavior of the material subjected to cyclic loading over a range of temperatures, under an inert atmosphere. A finite element model was developed to explain the crack networks operating during loading at various temperatures. A new technique, based on the method of homogenization, was established to model the Young's modulus of composite ceramic/ceramic weaves. This technique was employed, along with our other results, to improve the understanding of the damage sequence during cyclic fatigue. The evaluation of the mechanical behavior of the composite with increasing temperature was found to change significantly at the manufacturing temperature of the composite (1000°C). For temperatures below 1000°C, the mechanical behavior is controlled by the residual thermal stresses and crack closing behavior. The composite shows improved toughness, modulus, and cycles to failure, as the temperature increases. The increase in modulus observed during cyclic loading at elevated temperature results from crack closing caused by localized deformation of the material. For temperatures above 1000°C the mechanical behavior is controlled by temperature dependent mechanisms, as yet, not well understood
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Nouri, Hedi. "Modélisation et identification de lois de comportement avec endommagement en fatigue polycyclique de matériaux composites à matrice thermoplastique." Paris, ENSAM, 2008. http://www.theses.fr/2008ENAMA015.
Анотація:
Les matériaux composites thermoplastiques constituent une solution technologique de premier ordre pour la fabrication de pièces et de composants fonctionnels ou de structure notamment pour l’industrie automobile. Le travail abordé dans le cadre de cette thèse constitue une contribution à la compréhension et à la modélisation de la cinétique d’endommagement dans les thermoplastiques renforcés par des fibres de verre courtes (PA6‐GF30) et longues (PP‐GFL40) sous chargement cyclique. Il a permis de développer et d’identifier un modèle d’endommagement en fatigue intégrant la cinétique de dégradation spécifique aux thermoplastiques renforcés. Deux approches complémentaires ont été développées dans de cette étude. La première est une approche expérimentale dédiée à la caractérisation de l’endommagement dans les matériaux étudiés en tenant compte de l’effet du procédé de moulage par injection sur le comportement élastique endommageable. Les résultats de l’approche expérimentale ont alimenté les bases théoriques de la deuxième approche proposant une formulation d’un modèle phénoménologique d’endommagement en fatigue. Le modèle intègre les trois phases d’endommagement des composites thermoplastiques traduites phénoménologiquement par une cinétique d’évolution de cinq variables d’endommagement. Deux stratégies d’identification inverse ont été développées pour la détermination des paramètres du modèle d’endommagement. La première stratégie exploite la perte de modules mesurée lors des essais de fatigue en configuration homogène. La deuxième stratégie exploite les essais de fatigue en configuration hétérogène. Celle‐ci a été optimisée afin de générer une évolution spatio‐temporelle des déformations. Les paramètres d’endommagement sont identifiés par minimisation d’une fonction objectif construite sur la base des champs de déformations hétérogènes et des efforts à la frontière. Les essais de fatigue réalisés à différents niveaux de déplacements imposés ont permis de valider expérimentalement le modèle d’endommagement développé. Les potentialités prédictives du modèle ont été également démontrées à travers la simulation de l’évolution de l’endommagement sous chargement cyclique à amplitudes variables ou dans le cas d’un chargement cyclique biaxial combiné ou séquentiel. Ce dernier aspect permis de démontrer la capacité du modèle à prédire l’effet du trajet de chargement multiaxial sur l’évolution de l’endommagement en fatigue dans les thermoplastiques renforcésThe present work is a contribution to the phenomenological modelling of fatigue non-linear cumulative diffuse damage in short glass fibre reinforced thermoplastic matrix composites. In such materials, fatigue damage kinetic exhibits three stages, namely: i) material softening and damage initiation, ii) coalescence and propagation of micro-cracks, iii) macroscopic cracks propagation and material failure. The proposed model is built in the framework of the continuum damage mechanics and aims at predicting these three stages of the damage evolution. It extends the previous approach and takes into account the important stiffness reduction observed during the first damage stage. The above is modelled by the integration of a combined Norton-like power law and an exponential law expressing the damage rates as a function of the associated thermodynamic dual forces. The model has been formulated in terms of strain energy, so that makes easy its numerical implementation into the finite element code Abaqus/Standard through a user defined material subroutine UMAT. Damage evolutions predicted by the developed model reproduce well those observed for this kind of composites under cyclic loading. Two identification strategies are developed. The first identification strategy based on homogeneous tensile fatigue tests performed in the longitudinal and transversal directions of a PA6-GF30 and a PP-GFL40. A second identification strategy based on the use of optical whole-field displacement/strain measurements by digital image correlation coupled to an inverse method from one single coupon
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Duboquet, Emilie. "Vers une approche locale du phénomène de fatigue mécanique. Application aux matériaux et aux structures en composites à fibres continues." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK021/document.
Анотація:
Le concept de fatigue mécanique au sens originel fait référence au niveau structural et opère donc sur les structures, c'est-à-dire dans le cadre de la Mécanique de la Rupture. Les modèles construits doivent donc réaliser leur identification sur une structure : changer la structure, change donc le modèle et donc l'identification du modèle. L'emploi d'une Mécanique qui traite toujours les problèmes d'endommagement mais dans un cadre plus local est donc forcément judicieux : la Mécanique de l'Endommagement est une bonne candidate. Les modèles de comportements endommageables construits dans ce cadre ne nécessitent qu'une unique identification à l'échelle du VER et sont utilisables dans n'importe quelle géométrie structurale. Cette voie a été évidemment prise depuis longtemps. Toutefois, on y rencontre souvent des incohérences. Par exemple, le compteur de cycles de la sollicitation appliquée à la structure se retrouve gouverner la loi d'évolution des phénomènes d'endommagement au niveau local. Pourtant, il n'y a aucune raison objective qui puisse justifier cela sans précaution, et c'est parfois parfaitement faux. Il s'agit dans cette étude de faire rentrer rigoureusement le concept de fatigue mécanique dans le cadre local de la Mécanique de l'Endommagement et de réaliser une approche locale de la fatigue. Le but ultime est de réaliser des calculs de structure sous sollicitations de fatigue avec la même exigence de validité que des calculs de structure sous sollicitations quasi-statiques.En tout premier lieu, la mise en évidence des carences de l'existant démontre qu'à l'heure actuelle rien ne permet de réaliser un calcul de structure en fatigue, utilisant la Mécanique de l'Endommagement, dans des conditions parfaitement satisfaisantes.C'est la raison pour laquelle, en second lieu, la notion de problème de fatigue est formalisée Cette formalisation est à la base d'un cadre que l'on estime propice à l'écriture d'une approche locale de la fatigue.Le souhait délibéré de ne pas construire des lois de fatigue incrémentales mais des lois gouvernées par un compteur de sollicitations et surtout déduites de lois d'évolution écrites en quasi-statique, oblige à des règles de linéarisation, puis à l'énoncé précis d'une démarche.En utilisant des cas particuliers de problèmes de fatigue et en appliquant la démarche énoncée, l'écriture rigoureuse et l'identification d'un modèle d'endommagement en fatigue pour le phénomène de fissuration intralaminaire présent dans les composites à fibres continues est réalisée. Les lois locales de fatigue écrites sont mises en place dans un processus de calcul de structure sous sollicitation de fatigue. On constate, pour ces cas particulier de matériaux et de phénomène d'endommagement, qu'avec la démarche mise en place, la résolution des problèmes de calcul de structure en fatigue peut être réalisée avec la même aisance que la résolution des problèmes de calcul de structure sous sollicitations quasi-statiques.Ce travail pose des bases très générales pour une approche nouvelle de la fatigue des structures. Il clarifie le concept de fatigue en le faisant rentrer dans un cadre très structurédans le but de mener à bien une approche locale de la fatigue, en vue d'une utilisation dans des calculs de structure en fatigue. Il a été utilisé avec succès dans une configuration particulière. Pourtant, pour l'heure, il est difficile de dire s'il va permettre une approche locale de la fatigue pour tous les phénomènes, tous les matériaux et pour les cas les plus généraux de sollicitations. Cette étude n'a pas pour ambition d'amener une réponse à tous ces cas mais d'être une voie ouverte à la résolution d'autres cas, voire à une généralisation sans condition, d'une approche locale de la fatigueThe original concept of mechanical fatigue was linked to the failure of structures and was treated at first within the framework of Fracture Mechanics. Models developed to explain this phenomenon must therefore be able to be applied to structures: changing the structure means changes to the model and its identification. It is therefore judicious to develop models capable of treating both the damage processes and also able to be used within a local framework: to this end a method based on Damage Mechanics seems appropriate. This approach has long been employed and requires only the identification of damage processes at the level of the RVE (Representative Volume Element) to be used for any structural geometry. However incoherencies can be encountered such as when the number of load cycles applied to the macroscopic structure does not reflect the internal loading kinetics, leading, for example to effects due to the frequency of loading. This can be found to influence the laws governing the evolution of damage phenomena at the local level, leading to wrong conclusions. Nevertheless this is not inevitable if precautions are taken. This goal of this study has been to introduce rigorous concepts of mechanical fatigue in the local framework of Damage Mechanics and to carry out a local approach to fatigue. The ultimate aim has been to be able to carry out calculations on structures subjected to fatigue loading with the same degree of finesse as under quasi-static conditions.An initial step has been to reveal the shortcomings of existing models and show that at present no model of a structure subjected to fatigue using Damage Mechanics is perfectly satisfactory.As a result the notion of the fatigue problem has been formulated and used as a base for defining a suitable framework for developing a local approach to fatigue.A deliberate goal has been to avoid constructing incremental fatigue laws but to introduce the real effects of loading cycles deduced from the evolution of behavioural laws obtained in quasi-static tests, requiring rules of linearization and a clear definition of the adopted approach.Benefiting from specific problems involving fatigue damage and applying them to this approach, a rigorous description of the phenomena and the identification of a fatigue damage model applied to intra-laminar cracking has been developed. The laws governing the local approach have been described for the case of a structure subjected to fatigue. It has been shown that for a given case of a material and damage processes the proposed approach applied to a structure subjected to fatigue loading can be modelled with the same ease as resolving the effects of quasi-static loading.This study has created very general foundations for a new approach to understanding the fatigue of structures. It clarifies the fatigue concept by defining it within a tightly defined framework with the goal of formulating a local approach to fatigue applied to the calculation of structures subjected to fatigue loading. It has been successfully used for a particular configuration. However for the present it is difficult to assert that it can be used as a local approach for all fatigue phenomena, in all materials and for the most general types of loading. The study has not had the ambition of providing a solution to all these cases but rather to open a new approach to resolve other cases and possibly to provide a guideline to achieving a truly local approach to a general solution of the fatigue of structures
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Pires, Isabelle. "Vieillissement dans l'antigel de matériaux composites polyamide-6,6 renforcé par des fibres de verre courtes." Montpellier 2, 2000. http://www.theses.fr/2000MON20124.
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Despringre, Nicolas. "Analyse et modélisation des mécanismes d'endommagement et de déformation en fatigue multiaxiale de matériaux composites : polyamide renforcé par des fibres courtes." Thesis, Paris, ENSAM, 2015. http://www.theses.fr/2015ENAM0058/document.
Анотація:
Le présent travail de thèse se consacre au développement d'un nouveau modèle micromécanique pour les composites en thermoplastique renforcé par des fibres de verre courtes. L'objectif est notamment la modélisation du comportement visco-endommageable en fatigue du PA66-GF30. Ce matériau, particulièrement utilisé dans l'industrie automobile, est sujet à une microstructure spécifique issue du procédé de moulage par injection. L'approche multi-échelles développée consiste en une méthode de Mori-Tanaka modifiée, appliquée à des renforts avec enrobage et prenant en compte l'évolution de l'endommagement à l'échelle microscopique. La description des mécanismes d'endommagement se base sur une investigation expérimentale poussée préalablement menée au sein de l'équipe. Des scénarios d'endommagement ont été proposés et incluent trois processus locaux différents : la décohésion de l'interface, la microfissuration de la matrice et les ruptures de fibres. Ceux-ci sont spécialement affectés par la microstructure. L'approche développée intègre ces cinétiques d'endommagement ainsi que la viscoélasticité non-linéaire de la matrice et la distribution d'orientation des inclusions due au procédé de fabrication. Chaque mécanisme d'endommagement est modélisé par une loi d'évolution basée sur les contraintes locales calculées à l'échelle microscopique. La loi constitutive finale, à l'échelle du volume élémentaire représentatif, est implémentée dans une bibliothèque scientifique en C++, SMART+, et est conçue pour être compatible avec une analyse de structures par éléments finis. L'identification du modèle est réalisée par rétro-ingénierie, en tirant profit de résultats expérimentaux multi-échelles, dont notamment des tests in-situ au MEB ainsi qu'une analyse qualitative et quantitative par μCTThe current work focuses on a new micromechanical high cycle fatigue visco-damage model for short glass fiber reinforced thermoplastic composites, namely: PA66/GF30. This material, extensively used for automotive applications, has a specific microstructure which is induced by the injection process. The multi-scale developed approach is a modified Mori-Tanaka method that includes coated reinforcements and the evolution of micro-scale damage processes. Their description is based on the experimental investigations of damage mechanisms previously performed by the team. Damage chronologies have been proposed involving three different local degradation processes: fiber-matrix interface debonding/coating degradation, matrix microcracking and fiber breakage. Their occurrence strongly depends on the microstructure. The developed model integrates these damage kinetics and accounts for the complex matrix viscoelasticity and the reinforcement orientation distributions induced by the process. Each damage mechanism is introduced through an evolution law involving local stress fields computed at the microscale. The developed constitutive law at the representative volume element scale is implemented into a C++ scientific library, SMART+, and is designed to work with Finite Element Methods. The model identification is performed via reverse engineering, taking advantage of the multiscale experimental results: in-situ SEM tests as well as quantitative and qualitative μCT investigations
Книги з теми "Composites à fibres – Matériaux – Fatigue":
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Vassilopoulos, Anastasios P. Fatigue life prediction of composites and composite structures. Oxford: Woodhead Publishing, 2010.
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Carlson, R. L. An introduction to fatigue in metals and composites. London: Chapman & Hall, 1996.
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Sultan, Mohamed Thariq Hameed, K. Jayakrishna, and M. Rajesh. Failure of Fiber-Reinforced Polymer Composites. Taylor & Francis Group, 2021.
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ASTM Committee D-30 on High Modulus Fibers and Their Composites (Corporate Author), Astm Committee E-24 on Fracture Testing (Corporate Author), Symposium on Composite Materials: Fatigue and Fracture (Corporate Author), H. Thomas Hahn (Editor), Paul A. Lagace (Editor), and T. Kevin O'Brien (Editor), eds. Composite Materials: Fatigue and Fracture (Astm Special Technical Publication// Stp). American Society for Testing & Materials, 1989.
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Vassilopoulos, Anastasios P. Fatigue Life Prediction of Composites and Composite Structures. Elsevier Science & Technology, 2019.
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Частини книг з теми "Composites à fibres – Matériaux – Fatigue":
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Abdin, Y., A. Jain, S. V. Lomov, and V. Carvelli. "Fatigue analysis of carbon, glass and other fibres." In Fatigue of Textile Composites, 85–104. Elsevier, 2015. http://dx.doi.org/10.1016/b978-1-78242-281-5.00005-5.
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"Chapitre 4 Les matériaux composites à base de fibres." In Les enjeux des nouveaux matériaux textiles, 85–118. EDP Sciences, 2020. http://dx.doi.org/10.1051/978-2-7598-1245-5-006.
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Van Paepegem, W. "Fatigue damage in structural textile composites: testing and modelling strategies." In Fatigue Failure of Textile Fibres, 201–41. Elsevier, 2009. http://dx.doi.org/10.1533/9781845695729.2.201.
Тези доповідей конференцій з теми "Composites à fibres – Matériaux – Fatigue":
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Le Toulouzan, J. N., and D. Wysoczanski. "Diffusion multiple de la lumière : application à l'orientation de fibres dans des matériaux composites." In Optique instrumentale. Les Ulis, France: EDP Sciences, 1997. http://dx.doi.org/10.1051/sfo/1997009.
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Herszberg, Israel, Michael K. Bannister, Henry C. H. Li, Ben Qi, and Jane Marsden. "Durability under fatigue loading of optical fibres applied to fibre reinforced plastic composites." In Third European Workshop on Optical Fibre Sensors. SPIE, 2007. http://dx.doi.org/10.1117/12.738395.
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Steen, Marc, and José-Lorenzo Vallés. "Time and Cycle Dependence in High Temperature Fatigue of Ceramic Matrix Composites." In ASME 1996 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition. American Society of Mechanical Engineers, 1996. http://dx.doi.org/10.1115/96-gt-532.
Анотація:
The high temperature fatigue behaviour of two 2D reinforced ceramic matrix composites (CMCs) Is studied under high vacuum conditions. The mechanical loads imposed result in matrix cracking upon first loading, so that continued cyclic loading results in progressive interfacial debonding and/or matrix crack multiplication, as well as fibre failure. In order to investigate whether the fatigue life is mainly governed by time-dependent creep or by cyclically induced fatigue damage, a range of frequencies and two stress ratios are explored in stress controlled fatigue tests. The results obtained indicate that under pulsating fatigue (positive stress ratios or tension-tension) the material response is affected by both creep and fatigue mechanisms. The cyclic damage component gains in relative importance with increasing test frequency. Under reversed loading conditions (negative stress ratios), and depending on the creep strength mismatch between the fibres and the matrix, the time-dependent damage component can be largely suppressed, and the composite fatigue behaviour can become close to purely cycle-dependent. In both cases and for both composites fatigue failure is triggered by fibre failure.
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Ebna Hai, Bhuiyan Shameem Mahmood, and Markus Bause. "Finite Element Approximation of Wave Propagation in Composite Material With Asymptotic Homogenization." In ASME Turbo Expo 2014: Turbine Technical Conference and Exposition. American Society of Mechanical Engineers, 2014. http://dx.doi.org/10.1115/gt2014-26314.
Анотація:
Advanced composite materials such as carbon fiber reinforced plastics are being applied to many aerospace or automotive structures in order to improve material performances and save weight. Most composites have strong, stiff fibres in a matrix which is weaker and less stiff. But these structures can be damaged due to fluid-structure interaction (FSI) oscillations or material fatigue. To design integrated structural health monitoring (SHM) systems in a lightweight structure, it is important to understand wave propagation phenomena in composite material, and the influence of the material properties of the structures. In non-destructive test (NDT), piezoelectric induced ultrasonic waves can be used for damage detection. In this work, we focus on mathematical modeling and numerical approximation of the propagation of time-harmonic elastic waves in a fiber-reinforced composite material. The fibers are assumed to be parallel to each other and statistically uniformly distributed. In this work we study higher order continuous finite element approximation of the elastic wave equation and the implementation is carried out by means of the FEM library deal.II. (Differential Equations Analysis Library)
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Ebna Hai, Bhuiyan Shameem Mahmood. "Numerical Approximation of Fluid Structure Interaction (FSI) Problem." In ASME 2013 Fluids Engineering Division Summer Meeting. American Society of Mechanical Engineers, 2013. http://dx.doi.org/10.1115/fedsm2013-16013.
Анотація:
Nowadays, advanced composite materials such as carbon fiber reinforced plastics (CFRP) are being applied to many aircraft structures in order to improve performance and reduce weight. Most composites have strong, stiff fibres in a matrix which is weaker and less stiff. However, aircraft wings can break due to Fluid-Structure Interaction (FSI) oscillations or material fatigue. The airflow around an airplane wing causes the wing to deform, while a wing deformation causes a change in the air pattern around it. Due to thrust force, turbulent flow and high speed, fluid-structure interaction (FSI) is very important and arouses complex mechanical effects. Due to the non-linear properties of fluids and solids as well as the shape of the structures, only numerical approaches can be used to solve such problems. The principal aim of this research is to explore and understand the behaviour of the fluid-structure interaction during the impact of a deformable material (e.g. an aircraft wing) on air. This project focuses on the analysis of Navier-Stokes and elastodynamic equations in the arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) frameworks in order to numerically simulate the FSI effect on a double wedge airfoil. Since analytical solutions are only available in special cases, the equation needs to be solved by numerical methods. Of all methods, the finite element method was chosen due to its special characteristics and for its implementation, the software package DOpElib.