Experimental investigation on tow mechanical behaviour under multiaxial loads

Etude expérimentale du comportement mécanique de mèches sous sollicitations multiaxiales.

Julien Valette (1, 2) , Alexandre Guilloux (2) , Arnaud Gillet (2)

1 TENSYL
2 I2M - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux

Continuous processes such as pultrusion or filament winding allow manufacturingcomposite with very good repeatability. They offer the advantage of a high degree of automation, short manufacturing times and make it possible to produce parts with high fibre volume fraction.The optimal choice of operating conditions (speed, yarn tension, temperature ...) requires beingable to accurately describe the physical phenomena involved. The particularity of these processes is to continuously pullthe yarns while simultaneously applying transverse loads during some steps of the process: compression in the convergent of pultrusion tooling, crushing on the mandrel in the case of filament winding.In order to characterize the behaviour of the yarns under manufacturing conditions, a prototype test device has been designed to characterize the compression behaviour of yarns subjected to a controlled tension level. The first results, made on carbon yarns, are presented. The analysis of these preliminary tests is then exploited to propose ways to improve the device

Les procédés de mise en œuvre de type pultrusion ou enroulement filamentaire permettent d’obtenir des structures avec une très bonne répétabilité. Ils offrent l’avantage d’un haut degré d’automatisation, des temps de mise en œuvre courts et permettent de réaliser des pièces présentant un taux de renfort élevé. Le choix optimal des conditions opératoires (vitesse, tension, température, ...) implique une capacité à décrire finement les phénomènes physiques mis en jeu. La particularité de ces procédés est de solliciter en traction les mèches de manière continue toute en appliquant des sollicitations transverses à certaines étapes du procédé: compression dans le convergent d’un outillage de pultrusion, écrasement sur le mandrin dans le cas de l’enroulement.Dans le but de caractériser le comportement des mèches dans des conditions de mise en œuvre, un moyen d’essai prototype a été conçu pour caractériser le comportement en compression de mèches textiles soumises à un niveau de tension contrôlé. Les premiers résultats, réalisés sur des mèches de carbone, sont présentés. L’analyse de ces essais est ensuite exploitée pour proposer des pistes d’amélioration du dispositif.

Mots clés: yarn; compaction; carbon fibres; Non-elastic deformations

Mots clés: mèche; compression; fibres de carbone; déformations non élastiques

Domaines: Matériaux et structures en mécanique [physics.class-ph]

Julien Valette, Alexandre Guilloux, Arnaud Gillet. Etude expérimentale du comportement mécanique de mèches sous sollicitations multiaxiales.. 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. ⟨hal-02421153⟩