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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 24/1 - 2014  - pp.125-128  - doi:10.3166/rcma.24.125-138
TITRE
Modélisation 3D d’un composite UD par la méthode des éléments discrets

TITLE
Using a 3D discrete method to modelize a UD composite

RÉSUMÉ

Dans ces travaux, la méthode des éléments discrets (MED) est mise à profit pour la modélisation 3D d’un matériau composite unidirectionnel. L’objectif à court terme est d’utiliser cette méthode pour traiter localement les endommagements induits par un choc tout en l’associant, au-delà de la zone endommagée à une modélisation plus conventionnelle de type éléments finis (EF)(Jebahi, Charles et al., 2012). Les modélisations géométriques de la fibre et de la matrice sont d’abord présentées. La phase de calibration des paramètres intrinsèques du modèle par ED régissant le comportement matériel des milieux fibre et matrice d’une part, et de l’interface fibre/matrice d’autre part, est ensuite détaillée. Le comportement de chaque constituant est à ce stade supposé élastique fragile. Une analyse, à la fois qualitative et quantitative, est finalement réalisée sur les cas tests de traction longitudinale et transverse, et de cisaillement dans le plan des fibres et hors plan, pour une cellule élémentaire représentative. Les résultats sont comparés à ceux connus de la littérature (Sun, Vaidya, 1996).



ABSTRACT

In this article, the Discrete Element Method (DEM) is taking advantage for the 3D modelling of an unidirectional composite material. The interest to introduce the Discreet Elements (DE) on the scale of constituents (fiber and matrix) is to be able to report local mechanisms of degradation such as the matrix microfissuring, the fiber/matrix debonding and the break of fiber, appropriate to this type of material. The short-term objective is to use this DEM modelling to treat locally the damages consecutive to a shock associated with a conventional Finite Element modelling beyond the damaged zone (Jebahi, Charles et al., 2012). First, the geometrical modellings of the fiber and the matrix are presented. The phase of calibration of the DE model intrinsic parameters governing the fiber and matrix behavior and the fiber/matrix interface is afterward retailed. At this stage, the behavior of every constituent is supposed to be elastic fragile. Based on a parametric approach, both a qualitative and quantitative analysis is realized on a representative elementary cell submitted to longitudinal and transversal tractions but also to in plane and out of plane shearing. The results are compared with those known for the literature (Sun, Vaidya, 1996). A qualitative approach of the mechanisms of break is finally propose to highlight the capacity of the present DEM.



AUTEUR(S)
Frédéric DAU, Laurent MAHÉO

MOTS-CLÉS
composite UD, modélisation éléments discrets, rupture

KEYWORDS
UD composite, discrete element modeling, rupture

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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