Chapitre I Introduction : Objectif de l'étude - OATAO (Open Archive ...

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Les ruptures instables sont peu intéressantes du point de vue de l’absorption d’énergie : elles créent des endommagements très localisés et se traduisent par des courbes effort/déplacement ne présentant pas de phase stable. Par exemple, le flambage global d’Euler survient pour des structures possédant un rapport d’élancement élevé. La rupture locale, quant à elle, apparaît là où un défaut fragilise et déséquilibre la structure, qui cède alors de manière catastrophique. Ces types de ruptures peuvent être évités en travaillant sur la géométrie et le système d’initiation des dommages de la structure. Elles ne sont pas l’objet de cette étude. Les ruptures stables sont classées en trois catégories. ○ Le mode de flambage local La première concerne les matériaux ductiles, tels que les métaux ou les stratifiés dont la matrice possède un domaine plastique important et les fibres un grand allongement à rupture [FAR 89] [CHI 99]. Elle se produit via une succession de flambages locaux formant des plis sur les flancs de l’éprouvette, voir Figure I-3. Des endommagements locaux, ruptures de fibre ou fissures interlaminaires, peuvent se former mais restent confinés à chaque boucle. L’énergie est principalement dissipée par la plastification crées à chaque pli [FAR 92 A]. Ce mode de rupture est appelé « folding mode » ou « local buckling mode » en anglais. Dans ce cas, le plateau de la courbe effort/déplacement présente des oscillations régulières qui correspondent à la formation des plis. Figure I-3 : Ecrasement par une succession de flambage locale. Schéma issu de [HUL 91] Image issue de [GRE 06] Les deux catégories suivantes concernent les matériaux fragiles, tels que les stratifiés carbone/époxy. ○ Le mode d’évasement Appelé « splaying crushing mode » par Hull et « lamina bending mode » par Farley & Jones, il se caractérise par la formation d’une longue fissure interlaminaire centrale. Cette fissuration provoque la formation de deux branches (Figure I-4) qui fléchissent chacune d’un coté au contact du socle. Des débris peuvent rester bloqués dans l’espace ouvert entre les 16
Figure I-4 : Ecrasement par évasement. Image et schéma issu de [GRE 06] D. Hull [HUL 91] a effectué une étude précise des mécanismes microstructuraux intervenant dans la ruine en évasement d’un tube rond stratifié verre/polyester 4 plis [90,0] s . Ces conclusions sont résumées sur la Figure I-5 ci-dessous. Au début de la séquence d’endommagement, les fibres circonférentielles (à 90° par rapport à l’axe du tube) externes sont intactes et présentent une forte résistance à l’évasement. Les fibres longitudinales (à 0° par rapport à l’axe du tube) internes fléchissent avec un rayon de courbure très réduit impliquant des dommages important, jusqu’à la rupture de fibres. Puis les fibres circonférentielles se fracturent et les plis centraux fléchissent de manière plus progressive. Des fissures interlaminaires en cisaillement transverse se propagent dans les plis centraux et les contraintes sur les plis circonférentiels se font moins fortes. L’écrasement avance jusqu’à retrouver une zone où les fibres circonférentielles sont intactes. La séquence reprend. Ce mode de ruine fait intervenir tous les types d’endommagement microstructuraux des composites. L’énergie est absorbée par la fissuration matricielle inter et intralaminaires, par les ruptures de plis dues à la flexion des branches ou aux déchirements longitudinaux, ainsi que par les frottements se produisant entre le socle, les débris coincés et la structure et entre les plis délaminés. 17
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après une initiation par chanfrein
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atteinte et le délaminage se propa
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mais en procédant à un démontage
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le socle et à l’obstacle central
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L’utilisateur peut choisir le nom
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front et des frottements importants
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socle (3), comme en matage ou en ki
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MIX-DYNA-CH après 80 mm d’écras
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Une troisième estimation de cette
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Ces estimations sont homogènes mal
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Les conditions de stabilité de la
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Le processus d’initiation des fro
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Alors que pour les échantillons «
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TIS090-DYNA-CLO (1) TIS090-DYNA-CLO
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Dans ce mode de ruine, l’énergie
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○ La fragmentation La fragmentati
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[FLE 96] D.C. FLEMING , A.J. VIZZIN
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[LAU 07] F. LAURIN , N. CARRERE, J.
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[WIG 01] J.F.M. WIGGENRAAD, A.L.P.J
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Etude des mécanismes d’absorptio
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