Interface stress analysis with the multiphasic modelisation of multilayered materials (M4)

Analyse des efforts d'interface à l'aide de la modélisation multiphasique des matériaux multicouches (M4)

Alain Ehrlacher (1) , Taeb Naciri (1) , Armelle Chabot (1) , Jean-François Caron (1)

1 CERAM - Centre d'Enseignement et de Recherche en Analyse des Matériaux

We propose a model to calculate the interface forces in a multilayered medium. The aim of this work is to study damages like delamination and edge effects. The classical analysis methods of multilayered materials do not give enough information about the interface stresses that causes these damages. The model we propose (multiphasic modelisation of multilayered materials M4) permits one to calculate directly these stresses. We present in this paper the M4 model and we estabilish analytical solutions for two problems. In the first one, we show that we can have a good prediction of displacements for a beam flexure problem. In the second one, we compare the interface stresses obtained by the M4 model with solutions found in the literature for a multilayered plate in tension. We show that the M4 model is a pertinent tool to study delamination.

Nous proposons une modélisation permettant de déterminer et d'analyser les efforts d'interface dans un composite multicouche dans le but d'étudier les problèmes d'initiation et de propagation du délaminage. Les théories classiques des plaques ne permettent pas d'accéder aux contraintes inter laminaires ou aux surcontraintes sur les bords (effets de bords), grandeurs qui pilotent le phénomène de délaminage. Le modèle que nous proposons (modélisation multiphasique des matériaux multicouches M4) a pour principal intérêt qu'un seul calcul de structure est nécessaire pour accéder aux efforts d'interface. En introduisant quelques simplifications, le modèle devient plus opératoire et permet l'établissement de solutions analytiques. Nous montrons alors que le modèle M4 simplifié fournit une bonne prévision des déplacements et des efforts d'interface. Nous montrons également que c'est un modèle pertinent pour l'étude de l'initiation du délaminage.

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

Alain Ehrlacher, Taeb Naciri, Armelle Chabot, Jean-François Caron. Analyse des efforts d'interface à l'aide de la modélisation multiphasique des matériaux multicouches (M4) . Comptes-rendus aux 9ème Journées Nationales sur les Composites (JNC9), Ed. AMAC (ISBN : 2-9505117-2-4): 203-212, Nov 1994, St Etienne, France. ⟨hal-01677059⟩