Modélisation micromécanique du comportement de composites unidirectionnels endommagés par une approche en champs complets

Boris Burgarella , Noel Lahellec (1) , Aurelien Maurel-Pantel (2) , Ch Hochard (3) , Frédéric Lebon (1) , Jean-Paul Charles (1)

1 LMA - Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille]
2 Matériaux & Structures
3 M&S - Matériaux et Structures

La modélisation des matériaux composites est un problème scientique majeur du fait de l'expansion de leur utilisation dans de nombreux secteurs industriels, il devient primordial de bien prévoir leurs comportements, notamment en présence de dommages. Il existe plusieurs modes de ruine, ssuration matricielle, délaminage, et rupture de bre. Dans ces travaux la ssuration matricielle (considérée parallèle aux bres) sera étudiée dans un cadre micromécanique. La ssuration de la matrice se traduit généralement par une baisse de rigidité dans le sens perpendiculaire aux bres, et peut être modélisé par de l'endommagement. L'objectif de ces travaux est de caractériser numériquement la relation liant les variables d'endommagement. Les rigidités des composites ssurés sont estimées à partir de calculs numériques réalisés sur des micro-structures à l'aide d'une méthode basée sur les FFT. La modélisation se fait en deux étapes, la première concerne la détermination du comportement homogénéisé du composite sain, la seconde s'attache à déterminer le comportement du composite endommagé (composite sain + ssures transverses). Le comportement a été calculé à partir d'une taille optimale de VER (Volume élémentaire représentatif) pour diérents taux d'endommagements an de déterminer numériquement la relation liant les variables d'endommagement. Abstract Modeling the composite materials behavior has come to be one of today's principal problematic. Indeed, it's more and more important to be able to accurately predict how a composite will react to dierent loads, and especially if the material is damaged. Dierent modes of ruins exists : Matrix crack, delamination, and ber crack. In this work, we will focus on matrix crack, which, mechanically, results in a decrease of transverse and shear stiness. This decrease can be computed by the use of damage variables, and the main point of this work is to characterize the relation linking transverse and shear damage. Following this objective, we will do some full eld calculations using CraFT, a software developed at the LMA. The modeling will be done in two steps rst, the undamaged composite will be homogenized, and then, as a second step, the damaged behavior will be determined by putting craks into the healthy composite. The behavior is calculed from an optimal size of RVE (Representative volume element)in order to determine numerically the relation between the damage variables.

Domaines: Mécanique des solides [physics.class-ph]

Boris Burgarella, Noel Lahellec, Aurelien Maurel-Pantel, Ch Hochard, Frédéric Lebon, et al.. Modélisation micromécanique du comportement de composites unidirectionnels endommagés par une approche en champs complets. 19ème Journées Nationales des Composites, AMAC, Jun 2015, Lyon, France. ⟨hal-01247943⟩