Modéliation multi-échelle non-linéaire par homogénéisation périodique et analyses par EF2 : application aux composites à matrice elastoviscoplastique
Résumé
In this paper, a two-level Finite Element method (FE2
), based on periodic homogenization, has been introduced to
describe the behavior of 3D composite structures with elastoviscoplastic behavior and ductile damage. In the present
approach, the unknown constitutive relationship at the macroscale is obtained by solving a local finite element problem
at the microscale (unit cell). The main advantage of the proposed strategy is that the FE2 method does not require an
analytical form for the constitutive law at the macroscale. It can integrate any kind of microstructure with any type of
non-linear behavior of the reinforcement (fibers and/or particles) embedded in the matrix. The numerical
implementation of this model has been achieved with parallel computation technique in ABAQUS Implicit, where a
python script and user subroutines UMAT have been developed for this goal. Finally numerical results are presented for
a 3D composite structure.
Dans ce papier, une technique de modélisation multi-échelle (EF2
) basée sur le principe d’homogénéisation périodique a
été développée pour décrire le comportement des structures composites 3D avec un comportement élastoviscoplastique
des endommageable. L’approche proposée permet de simuler le comportement macroscopique non linéaire d’un
composite à microstructure périodique à partir d’un calcul EF sur sa cellule unitaire, elle-même alimentée par les lois de
comportement de chacun de ses constituants. La méthode introduit ainsi le concept de méta modèle. Le principal
avantage de cette méthode est de s’affranchir totalement des limitations sur les lois de comportement locales, ainsi que
les lois constitutives à l’échelle macroscopique ne sont pas nécessaire La mise en œuvre numérique de cette stratégie a
été réalisée dans ABAQUS Implicit. Enfin l’approche a été validée sur macro-structure 3D sur laquelle, une cellule
unitaire est affectée à chaque point d’intégration.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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