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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 25/3-4 - 2015  - pp.257-276  - doi:10.3166/RCMA.25.257-276
TITRE
Étude analytique et numérique de la concentration des contraintes dans les plaques composites avec trou circulaire

TITLE
Analytical and numerical study of the stress concentration in composite plates with a circular hole

RÉSUMÉ

Le perçage des trous circulaires sur les matériaux composites est nécessaire pour des besoins mécaniques tels que la diminution du moment d’inertie des disques et l’assemblage des pièces ainsi que des besoins énergétiques comme l’évacuation de la chaleur dans les systèmes de refroidissement. La préséance des trous dans les structures composites provoque le phénomène de concentration des contraintes ce qui influe négativement sur leur comportement mécanique. Ce comportement est analysé par un facteur, dit facteur de concentration des contraintes (FCC), qui exprime la variation locale maximale de la contrainte due à la présence du trou.

Dans cette étude deux approches analytiques ont été considérées pour évaluer ce facteur de concentration des contraintes dans les plaques trouées en matériaux composites, à savoir la théorie de Lekhnitskii (1968) et celle de Green-Zerna (1954). Les plaques seront chargées en traction pure et en compression pure. Les résultats obtenus sont comparés avec ceux calculés par la méthode des éléments finis pour différents angles d’orientation des fibres.



ABSTRACT

The drilling circular holes in composite materials is necessary for mechanical purposes such as reducing the moment of inertia of the disks and assembly of parts and energy needs as the evacuation of heat in cooling systems. Precedence holes in composite structures causes the stress concentration phenomen on which negatively affects their mechanical behavior. This behavior is analyzed by a factor, said stress concentration factor (SCF), which expresses the maximum local variation of the stress due to the presence of the hole.

In this study two analytical approaches were considered to evaluate this stress concentration factor in the plates with holes in composite materials, namely Lekhnitskii theory (1968) and the Green-Zerna (1954). The plates are loaded in pure tension and pure compression. The results will be compared with those calculated by the finite element method for different fiber orientation angles.



AUTEUR(S)
Rabia BOUBEKER, Mabrouk HECINI

MOTS-CLÉS
matériau composite, plaques perforées, concentration des contraintes, trou circulaire, facteur de concentration des contraintes, orientation des fibres.

KEYWORDS
composite material, perforated plates, stress concentration, circular hole, stress concentration factor, fiber orientation.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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