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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 21/2 - 2011  - pp.193-207  - doi:10.3166/rcma.21.193-207
TITRE
Analyse par éléments finis des contraintes d'interfaces dans les poutres en acier renforcées par des plaques en fibre de carbone avec servitude hygrothermique

TITLE
Finite element analysis of interfacial stresses in steel beams strengthened with a bonded hygrothermal aged CFRP plate

RÉSUMÉ

Les fibres de carbone renforcées de polymères CFRP utilisées pour le renforcement des structures et, en particulier, pour prolonger la durée de vie des poutres en acier, ont de nombreuses applications. Un des principaux aspects du renforcement est l’analyse des contraintes d’interfaces. En particulier une évaluation fiable de la contrainte de cisaillement d’adhésif et de la contrainte du CFRP est obligatoire afin de prédire la charge de rupture de
la poutre. Dans cet article, une analyse par MEF est présentée pour le calcul des contraintes dans la poutre renforcée sous les charges mécaniques. Les résultats de la MEF ont été comparés à l’approche analytique suivie d’une étude paramétrique pour montrer comment ces contraintes ont été influencées par l’épaisseur de la couche d’adhésif, la fraction volumétrique des fibres et l’effet hygrothermique.



ABSTRACT

The use of carbon fibre reinforced polymers (CFRP) composites to upgrade structures and, in particular, to extend the lives of steel beams has wide applications. One of the main aspects of the bonded strengthening technology is the stress analysis of the reinforced structure. In particular, reliable evaluation of the adhesive shear stress and of the stress in the CFRP plates is mandatory in order to predict the beam’s failure load. In this paper, a finite element analysis is presented to calculate the stresses in the reinforced beam under mechanical loads. The FE results was compared with the analytical approach, and a parametric study was carried out to show how the maximum stresses have been influenced by the thickness of adhesive layer, by the fiber volume fraction and hygrothermal effect.



AUTEUR(S)
Mohammed AMEUR, Tahar HASSAINE DAOUADJI, Boussad ABBES, Abdelouahed TOUNSI, Adda Bedia EL ABBES

MOTS-CLÉS
élément finis, poutres métalliques, contraintes d’interface, renforcement, hygrothermique plaque CFRP.

KEYWORDS
finite element analysis, steel beam, interfacial stresses, strengthening, hygrothermal aged CFRP plate.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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