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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 15/1 - 2005  - pp.105-130  - doi:10.3166/rcma.15.105-130
TITRE
Comparaison expérience-calcul numérique des endommagements induits par perçage de structures composites en carbone/époxy

RÉSUMÉ
Dans cet article, on propose une analyse expérimentale et numérique des défauts qui se localisent sur la paroi du trou et en sortie du trou lors de perçage de structures composites fibres longues en carbone époxy. Le défaut de paroi est analysé grâce à une étude expérimentale de la coupe orthogonale sur des stratifiés unidirectionnels orientés à 0°, + 45°, 90° et - 45°. Cette étude conduit à la construction de modèles numériques permettant de prédire les efforts de coupe dans le cas où les fibres font un angle de 0° et + 45° avec la direction de la vitesse de coupe. Pour l'analyse du défaut en sortie de trou, une modélisation numérique par E. F. dans un cadre quasi statique (pour prédire les efforts de poussée responsables de ce défaut) est proposée. La particularité de ce modèle numérique, comparé aux modèles analytiques existants, est de prendre en considération la géométrie de la pointe de l'outil ainsi que les effets des efforts tranchants dans le stratifié. La validation de ce modèle numérique est réalisée grâce à des essais de poinçonnement à faible vitesse sur deux types de semi-produits en carbone/époxy fibres longues fabriqués par Hexcel Composites.


ABSTRACT
In this paper, we propose experimental and numerical analysis of defects which are located on the wall of the hole and at exit of the hole during the drilling phase of long fibre composite structures. The wall defect is analyzed thanks to an experimental study of the orthogonal cut on the unidirectional laminates in the directions of 0°, + 45°, 90° and - 45°. This study led to the construction of numerical models allowing of prediction of cutting forces in the cases of fibres forming an angle of 0° and +45° with the cutting speed direction. For the analysis of the defect at exit of hole, a numerical modelling by F. E. analysis within a quasi static framework to predict the thrust forces responsible for the defect at exit of the hole during the drilling phase of long fibres composite structures. This numerical model compared with the analytical models existing in the literature - takes into account the tool point geometry as well as the shear force effects in the laminate. The validation of the numerical model is carried out thanks to tests of punching at low speed on two types of semi products in long fibre carbon / epoxy manufactured by Hexcel Composites Company.


AUTEUR(S)
Redouane ZITOUNE, Francis COLLOMBET

MOTS-CLÉS
perçage, composites, simulation numérique, mécanique de la rupture.

KEYWORDS
drilling, composites, numerical modelling, fracture mechanics.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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