Analyse numérique du comportement mécanique en temps long des composites unidirectionnels
Résumé
This study gives a detailed analysis on estimating the ultimate tensile strength of unidirectional composites (UD FRP) as well as its creep behavior under sustained tension load. Two different models were developed that allows estimating the longitudinal tensile strength and monitoring the evolution of fiber and matrix stresses with time around arbitrary array of fiber breaks. The first model is based on the shear lag theory and the second is established using the finite element software Abaqus. The models consider two types of matrix behaviors, elastic for tensile strength predictions and viscoelastic for creep tests. Parametric analyses were conducted in order to determine the representative volume element of the composite (Fibre number, Length of the specimen, Mesh size). Comparative analyses between the shear lag theory and the FEM were performed in order to compare ultimate tensile strength and on creep behavior.
L’objectif de cette étude est d'analyser le comportement mécanique, à court et à long terme, des composites unidirectionnels renforcés par des fibres de verre (GFRPs) soumis à un chargement de traction. Le travail est basé sur 2 modèles micromécaniques. Le premier est de type shear-lag viscoélastique et le deuxième utilise le logiciel éléments finis Abaqus. Ces deux modèles prennent en compte différents micro-mécanismes de rupture comme la rupture des fibres, la décohésion des fibres/matrice et le fluage de la résine. Plusieurs analyses numériques sont faites afin de déterminer le volume élémentaire représentatif du composite (Nombre de fibres, Longueur de l'échantillon, Dimension du maillage). Des améliorations sont apportées sur le modèle type shear lag et une validation des résultats obtenue par la méthode shear lag est réalisé à partir du modèle Abaqus.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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