Modélisation thermomécanique d'éprouvettes polymère/composite représentatives des réservoirs haute pression à hydrogène
Résumé
Cette étude porte sur les matériaux constitutifs des réservoirs haute pression de type IV. Ce sont des réservoirs en composite carbone/époxy bobiné autour d'un liner polymère. Les conditions de remplissage de ce type de réservoir induisent des chargements mécanique et thermique de fortes amplitudes. Des essais de traction quasi statique et des essais à chargements répétés progressifs réalisés à différentes températures (- 40°C, 25°C, 85°C) permettent d'obtenir les lois de comportement mécanique. Les caractéristiques thermiques (capacité thermique) sont obtenues à partir d'essais de DSC (de -50°C à 150°C pour couvrir toute la plage d'utilisation du réservoir). L'analyse des essais a mis en évidence une influence non négligeable de la température sur les lois de comportement, ce qui montre l'importance d'une modélisation thermomécanique pour simuler le comportement de ces réservoirs. Un modèle thermomécanique a été développé afin d'obtenir une estimation précise des champs thermique et mécanique présents dans une éprouvette soumise à un chargement thermomécanique représentatif du remplissage d'un réservoir. Les lois de comportement non linéaires et dépendantes de la température caractérisées précédemment sont utilisées. Les résultats du modèle éléments finis sont comparés avec les essais de fatigue thermomécanique. Une bonne corrélation entre les champs de température calculés et les champs de température mesurés par camera infrarouge est obtenue. Ce modèle nous permet aussi de connaître l'état de contrainte dans l'éprouvette. Les résultats montrent la capacité du modèle à simuler le comportement thermomécanique des matériaux utilisées dans les réservoirs hydrogène.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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