Design and validation of composite bulkhead

Conception et qualification de panneaux composites de cloisonnage

Nicolas Calvet (1, 2) , Christian Hochard (1) , Guilherme Machado (1) , Thomas Choisnet (2) , Simon Vasseur (2)

1 LMA - Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique [Marseille]
2 IDEOL

The origin of this research project is an industrial application in the field of floating offshore wind in which a composite membrane is under a lateral pressure producing a large deflection.To simulate this load in laboratory, a test device is designed to perform bulge tests with a circular membrane made from a composite material to get a uniform biaxial load on the membrane. To do that, the membrane is fixed betweentwo flanges and putunderpressureby a hydraulic fluid. Digital Image Correlation in three dimensions is used to measure the displacements field for several level of static load. Stresses in the membrane are calculated from the measured curvaturesallowing to get the material properties. Finally, experimental results are compared to a finite element model.

Le projet de recherche a pour origine une application industrielle dans l’éolien offshore flottant dans laquelle une membrane en matériau composite est soumise à une pression latérale produisant une grande déflexion.Pour reproduire ce chargement en laboratoire, une machine d’essais est conçue afin de réaliser des essais de gonflement sur une membrane circulaire en matériau composite. L’objectif est de produire un chargement biaxial uniforme sur la membrane.Pour ce faire,la membrane est bridée et mise sous une pression uniforme à l’aide d’un fluide hydraulique.La corrélation d’images numériques en trois dimensions est utilisée pour mesurer le champ de déplacements de la membrane pour différents niveaux de chargement statique. Les contraintes au sein de la membrane sont calculées à partir des courbures mesurées, ce qui permet de déterminer les propriétés du matériau.Enfin, les résultats expérimentaux sont comparés à une modélisation par éléments finis.

Mots clés: composite membrane; bulge test; 3Ddigital image correlation; finite element method

Mots clés: membrane composite; essai de gonflement; corrélation d’images numériques3D; méthode des éléments finis

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

Nicolas Calvet, Christian Hochard, Guilherme Machado, Thomas Choisnet, Simon Vasseur. Conception et qualification de panneaux composites de cloisonnage. 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. ⟨hal-02420699⟩