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Analyse de l'influence de la configuration sur le comportement en statique d'un profilé en T, fait de composite thermoplastique à haute résistance et fibres de carbone

Hoang, Phuong Hoa (2009). Analyse de l'influence de la configuration sur le comportement en statique d'un profilé en T, fait de composite thermoplastique à haute résistance et fibres de carbone. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le profilé en T comprenant une âme et une semelle est formé par plusieurs procédés de fabrication tels que le collage, les goujons, les éclisses, le moulage, etc. L'influence de la configuration du profilé en T moulé par la compression du composite thermoplastique à haute résistance et fibre de carbone est étudiée en vue d'obtenir sa performance en résistance mécanique utilisée dans les structures en composites.

Dans cette thèse, la simulation numérique par éléments finis du profilé en T en composite thermoplastique à haute résistance et fibre de carbone est réalisée pour prédire les mécanismes de la rupture en statique et établir les directives pour la conception des pièces structurales en composite.

La simulation numérique du profilé en T et des éprouvettes des modes de rupture est faite à l'aide du logiciel de calcul par éléments finis Ansys". La simulation numérique est réalisée en deux étapes : la première étape consiste à localiser la première fissure et à déterminer la charge causant la fissure initiale ; la seconde étape décrit le processus de la propagation de la fissure tout en respectant les critères de défaillance des matériaux composites.

Le critère de Griffith A.A., sur l'énergie dissipée critique est appliqué pour prédire le processus de propagation de la fissuration dans le profilé en T et dans les éprouvettes de différents modules d'élasticité.

Des essais en traction des profilés en T et des essais sur les modes de rupture des éprouvettes sont réalisés pour caractériser le comportement du matériau composite thermoplastique à haute résistance et fibre de carbone et pour valider les résultats de simulation numérique.

Les résultats de la simulation numérique sont très acceptables en comparaison avec ceux des expériences. Les modèles de la simulation numérique développés dans cette thèse sont recommandés afin de réaliser des études futures en ce qui a trait au composite thermoplastique à haute résistance et fibre de carbone.

Titre traduit

Analysis of the configuration influence of the T-joint's static behavior in thermoplastic resin and carbon fiber composites materials

Résumé traduit

A T-joint can be formed by several manufacturing processes such as drilling, gluing, joint bars, casting, etc. The influence of the configuration of moulded T-joint by the compression of composite high-strength thermoplastic and carbon fiber is studied in order to boost its performance in mechanical resistance used in the composite structures.

In this thesis, the numerical simulation by finite elements method of T-joint in composite high-strength thermoplastic and carbon fiber is carried out to predict the mechanism of the static rupture and to establish directives for design of structural parts in composite.

Numerical simulation of T-joint and fracture-mode specimens is conducted in two steps using Ansys finite element software: the first step locales and determines the load creating the initial crack; the second step describes the process of crack growth according to a failure of composite materials.

The Griffith A.A., criteria on critical strain energy release rates is applied for predicting crack growth in T-joint and in test specimens of different modules of elasticity.

Tensile tests of T-joint and fracture-mode tests of sampling specimens are conducted for characterization of composite high-strength thermoplastic and carbon fiber and for validation of numerical simulation results.

Results obtained by numerical simulation are in very good agreement in comparison with experimental results. The models in the numerical simulation developed in this thesis are recommended to conduct future studies with respect to the composite high-strength thermoplastic and carbon fiber.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie" Bibliogr. : f. [245]-249.
Mots-clés libres: Composites thermoplastiques Propriétés mécaniques. Composites thermoplastiques Propriétés mécaniques Simulation par ordinateur. énergie dissipée, compliance, mode I, mode II, mode-mixte
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Ngô, Anh-Dung
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 17 mars 2011 17:52
Dernière modification: 06 janv. 2017 02:07
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/613

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