Experimental/numerical correlation on the determination of the out-of-planebehaviour of continuous fibre composites for competitive sailing

Corrélation expérimental/numérique sur la détermination du comportement hors plan de composites à fibres continues pour le nautisme de compétition

Monia Grabow (1) , Vincent Keryvin (1) , Christophe Baley (1) , Jean-Claude Grandidier (2) , Odran Fagherazzi (1) , Adrien Marchandise (1)

1 IRDL - Institut de Recherche Dupuy de Lôme
2 PPrime [Poitiers] - Institut Pprime [UPR 3346]

This article concerns the correlation of the experimental and numerical part of a four-points bending test on a L-shapespecimen composed of unidirectional continuous carbon fibres representing a simplified geometry of a hydrofoil elbow.The objective is to control the choice of materials in the elbow since the appearance of a too high out-of-plane stress maydelaminate the composite. Starting at the L-shape scale, this article contains a complete approach to a four point bendingtest on L-shape specimens. The latter has been instrumented with displacement and acoustic emission sensors, straingauges and digital image correlation. By applying Lekhnitskii’s [1] analytical formula, the out-of-plane stress is determinedaccording to the load. The finite element model validates the analytical result and allows to undertake the following steps ofthe study : the experimental/numerical correlation of the semi-structure and of the hydrofoil.

Cet article concerne la corrélation de la partie expérimentale et numérique d’un essai de flexion quatre points (F4P) sur cornière composée de fibres de carbone continues unidirectionnelles représentant une géométrie simplifiée du coude de l’hydrofoil. L’objectif est de maîtriser le choix des matériaux dans le coude puisque l’apparition d’une contrainte horsplan transverse trop élevée risque de délaminer le composite. Commençant à l’échelle cornière, l’étude présentée contient une approche complète d’un essai de F4P sur cornière. Ce dernier a été instrumenté avec des capteurs de déplacement et d’émission acoustique, des jauges de déformation et d’un système de stéréo-corrélation d’images numériques. En appliquant la formule analytique de Lekhnitskii [1], la contrainte hors plan est déterminée en fonction du chargement. Le modèle numérique éléments finis valide le résultat analytique permettant par la suite d’entreprendre les étapes suivantes de l’étude : la corrélation expérimental/numérique sur la semi-structure, puis sur l’hydrofoil.

Mots clés: foil; L-beam; out-of-plane strength; delamination; experimental/numerical correlation

Mots clés: foil; cornière; résistance hors plan; délaminage; corrélation expérimental/numérique

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

Monia Grabow, Vincent Keryvin, Christophe Baley, Jean-Claude Grandidier, Odran Fagherazzi, et al.. Corrélation expérimental/numérique sur la détermination du comportement hors plan de composites à fibres continues pour le nautisme de compétition. 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France. ⟨hal-02420709⟩