[PDF] Fahmi ALILA En effet l'âme prend

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Fahmi ALILA

0pPRLUH SUpVHQPp HQ YXH GH O·RNPHQPLRQ GX

grade de Docteur de l'Université de Nantes VRXV OH VŃHMX GH O·8QLYHUVLPp %UHPMJQH IRLUH École doctorale : 6ŃLHQŃHV SRXU O·LQJpQLHXU 63H

Discipline : Mécanique des solides, des matériaux, des structures et des surfaces Spécialité : Génie mécanique

Unité de recherche : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (GeM - UMR CNRS 6183)

Soutenue le

: 08/12/2017

Thèse N° :

Analyse de la tenue en fatigue de structures composites sandwich JURY

Président : M.

A bd er ahim EL M A H

I, Professeur, Université du Maine

Rapporteurs : Mme Xiaojing GONG, Professeur, Université de Toulouse M. Olivier POLIT, Professeur, Université Paris Nanterre

Examinateurs : M. Silvio de BAROS

Professeur, FCT Rio de Janeiro

M. Jamal FAJOUI, MCF-HDR, Université de Nantes Invité : M. Gilles LEMASSON Directeur technique (SMTC) Directeur de Thèse : M. Pascal CASARI, Professeur, Université de Nantes

Sommaire

Introduction générale""""""""""""""""B"""""""""""B1 Chapitre 1 : Les structures sandwich : étude bibliographique

1 Introduction ................................................................................................................... 3

2 Généralités ..................................................................................................................... 3

Applications .................................................................................................................................. 4

0MPpULMX[ G·kPH HP GHV SHMX[ .................................................................................................... 5

Effet sandwich ............................................................................................................................. 6

3 Modélisation des structures sandwichs ......................................................................... 9

Théorie des sandwichs ................................................................................................................ 9

Calculs par éléments finis ......................................................................................................... 10

3OpQRPqQH GH O·MXPR-échauffement ....................................................................................... 11

Matériaux viscoélastiques ................................................................................................. 11

Viscoélasticité linéaire ....................................................................................................... 12

Approche thermo-viscoélastique .................................................................................... 13

4 Evaluation théorique de la réponse en flexion de la structure sandwich.................... 13

5XSPXUH HQ ŃLVMLOOHPHQP GH O·kPH ............................................................................................. 14

5XSPXUH HQ ŃRPSUHVVLRQC7UMŃPLRQ GH O·kPH .......................................................................... 14

Théorie de déformation par cisaillement................................................................................ 15

5 Caractérisations mécaniques ....................................................................................... 16

Caractérisation en flexion ......................................................................................................... 16

Caractérisation en cisaillement ................................................................................................. 18

6 Comportement en fatigue ............................................................................................ 19

Comportement des structures sandwichs en fatigue ............................................................ 19

Endommagement des structures en fatigue ........................................................................... 20

7 Conclusion ................................................................................................................... 25

Chapitre 2 : Approche expérimentale : la détermination du module de cisaillement et le module de rigidité

1 Introduction ................................................................................................................. 29

2 Eprouvettes .................................................................................................................. 29

3 Essais de flexion 3 et 4 points en statique ................................................................... 30

0MŃOLQH G·HVVMLV ......................................................................................................................... 30

Paramètres et déroulement des essais ..................................................................................... 32

Résultats et discussion des essais de flexion en statiques .................................................... 33

Essais de flexion 4 points à 20°C et 80°C des panneaux à base de nida sens W ..... 33 Essais de flexion 4 points à 20°C et80°C des panneaux à base de nida sens L ....... 35

4 Essai de cisaillement ................................................................................................... 38

5 Conclusion ................................................................................................................... 40

Chapitre 3 : Fatigue des structures sandwichs à base de mousse H100 en flexion 4 points : amélioration de la méthodologie d'essai

1 Introduction ................................................................................................................. 48

2 FRQŃHSPLRQ G·XQH QRXYHOOH pSURXYHPPH GH IOH[LRQ ....................................................... 49

Structure sandwich étudiée ....................................................................................................... 49

GpYHORSSHPHQP HP GLPHQVLRQQHPHQP GH O·pSURXYHPPH VMQGRLŃO ........................................ 50

3URSRVLPLRQ G·XQH QRXYHOOH JpRPpPULH .................................................................................... 53

GpYHORSSHPHQP G·XQH QRXYHOOH PMŃOLQH G·HVVML GH flexion ................................................ 57

Architecture ........................................................................................................................ 58

Instrumentation ................................................................................................................. 59

Analyse du champ de déformation par jauges .............................................................. 60

$QMO\VH GH ŃOMPS GH GpIRUPMPLRQ SMU ŃRUUpOMPLRQ G·LPMJH ........................................ 62

Essais de flexion 4 points en fatigue ....................................................................................... 66

0HVXUHV GH O·pYROXPLRQ GH OM PHPSpUMPXUH GMQV O·kPH ................................................... 67

Résultats des essais de fatigue et discussion .................................................................. 68

3 Analyse des faciès de rupture ...................................................................................... 71

4 Conclusion ................................................................................................................... 76

Chapitre 4 : Modélisation du comportement de la structure sandwich à base de mousse H100 : influence de l'auto échauffement et du gradient de densité

1 Introduction ................................................................................................................. 79

2 Mise en données de la simulation par éléments finis.................................................. 80

Mise en place des calculs par éléments finis .......................................................................... 80

Modélisation de la peau .................................................................................................... 80

0RGpOLVMPLRQ GH O·kPH ....................................................................................................... 83

3 3ULVH HQ ŃRPSPH G·XQ JUMGLHQP GH GHQVLPp GMQV OM UpSRQVH PpŃMQLTXH GH O·pSURXYHPPH

nouvelle géométrie en flexion ............................................................................................. 83

4 Modélisation du comportement thermo-viscoélastique.............................................. 85

Présentation de la méthode de modélisation ......................................................................... 85

Présentation du modèle ............................................................................................................ 86

Vérification du modèle avec les essais de traction ................................................................ 87

Adaptation 3D du modèle sur la structure sandwich en flexion 4 points ......................... 94

5 Conclusion ................................................................................................................... 96

Chapitre 5 : Comportement en fatigue des structures sandwichs à base de nid d'abeilles

1. Introduction ................................................................................................................ 101

2. Présentation ................................................................................................................ 101

3. Durabilité des sandwichs en de flexion 4 points ....................................................... 102

3.1. Dispositif expérimental ........................................................................................................... 102

3.2. GpURXOHPHQP GHV HVVMLV HP JpRPpPULH G·pSURXYHPPHB ............................................................ 104

3.3. Résultats des essais de fatigue et discussions ....................................................................... 105

3.4. Analyse de modes de rupture ................................................................................................. 108

4. Conclusion .................................................................................................................. 113

Conclusion générale & perspectives""""""""quotesdbs_dbs33.pdfusesText_39

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