The iosipescu in-plane shear test : modelization and experimental procedure for composites
L'essai de cisaillement plan d'Iosipescu : modélisation et méthodologie expérimentale pour les composites
Résumé
An extensometric procedure adapted to the iosipescu test is presented in detail. Validation tests on an isotropic material confirm the soundness of the mechanical study and the extensometric procedure. In addition, a method of processing the displacement field as a contour integral provides an attractive extensometric alternative when optical measurements of the moire type are available. A comparison of four sets of shear tests (iosipescu 0.0 / 90, 90 and off-axis traction at 45) on the same laminate (t300 / 914) makes it possible to evaluate the accuracy of each type of test. This study focuses on the statistical parameters, and in particular the dispersion, as well as on the quality of the tests. The influence of sample preparation and loading conditions is also examined. The analysis of the rupture of unidirectional iosipescu samples leads to the conclusion that a value of shear strength can not be directly determined with this test. The influence of transverse tensile stress on fracture and the presence of stress concentrations are shown. However, the possibility of further modeling finite elements can be emphasized in order to interpret the break in terms of resistance. The conclusion is followed by a detailed experimental procedure for the iosipescu tests
Ce travail concerne l'utilisation de l'essai de cisaillement plan d'iosipescu pour la détermination du module de cisaillement et de la résistance au cisaillement de composites stratifies. Une étude bibliographique permet dans un premier temps de souligner les difficultés liees a la caractérisation du comportement en cisaillement de ces matériaux. Une étude mécanique du montage original de walrath et adams conduit a des modifications quant au meilleur contrôle de la transmission de la charge. Une modelisation par elements finis aboutit a la determination des coefficients de correction numerique qui permettent de prendre en compte l'hétérogeneite des champs de contrainte et de déformation. Une procédure extensométrique adaptée a l'essai d'iosipescu est presentée en détail. Des essais de validation sur un matériau isotrope confirment le bien-fonde de l'étude mécanique et de la procédure extensometrique. En complèment, une méthode de traitement du champ de déplacement sous forme d'intégrale de contour fournit une alternative extensometrique séduisante lorsqu'on dispose de mesures optiques de type moire. Une comparaison de quatre séries d'essais de cisaillement (iosipescu 0,0/90, 90 et traction hors-axes a 45)sur un même stratifie (t300/914) permet d'évaluer la précision de chaque type d'essai. Cette étude se focalise sur les paramêtres statistiques, et en particulier la dispersion, ainsi que sur la qualité des essais. L'influence de la préparation des éprouvettes et des conditions de chargement est aussi examinée. L'analyse de la rupture d'échantillons iosipescu unidirectionnels 0 conduit a la conclusion qu'on ne peut pas directement déterminer une valeur de la résistance au cisaillement avec cet essai. On montre l'influence de la traction transverse sur la rupture, ainsi que la présence de concentrations de contraintes. On souligne cependant la possibilité de pousser plus avant la modélisation par éléments finis pour pouvoir interpréter la rupture en terme de résistance. La conclusion est suivie d'une procédure expérimentale détaillée pour les essais iosipescu
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)