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Revue des Composites et des Matériaux Avancés

1169-7954
 

 ARTICLE VOL 26/2 - 2016  - pp.231-264  - doi:10.3166/rcma.26.231-264
TITRE
Modélisation et définition d’une cellule élémentaire statistiquement représentative. Application à un composite renforcé en fibres courtes unidirectionnelles

TITLE
Modelling and definition of a statistically representative cell element. Application to a unidirectional short-fiber composite

RÉSUMÉ

L’obtention des propriétés effectives d’un matériau composite nécessite le recours à des modèles plus ou moins sophistiqués. Si les méthodes à champs complets permettent notamment de valider, voire de calibrer, des approches en champs moyens, cette calibration ne peut être pertinente qu’à partir du moment où le modèle en champs complet est bien représentatif du comportement du matériau. Les travaux présentés dans cet article traitent du compromis à trouver entre la taille de la microstructure considérée et sa représentativité. Dans un premier temps, il s’agit de définir une cellule élémentaire dont le comportement est statistiquement représentatif (CESR) de celui d’un composite renforcé en fibres courtes unidirectionnelles. Pour ce faire, les paramètres géométriques, morphologiques et les propriétés mécaniques de plus de 180 cellules différentes sont comparés et analysés. Sous la forme d’un plan d’expérience, les données géométriques et morphologiques alimentent un modeleur 3D qui sert de support à un maillage adapté de la microstructure.



ABSTRACT

Obtaining the effective properties of a composite material needs the use or more or less sophisticated models. If a full field method allows validating, even calibrating, mean field approaches, such a calibration can be pertinent only if the full field model is representative of the material behavior. The work presented in this article concerns the compromise to find between the considered microstructure size and its representability. First, a statistically representative cells element (SRCE) of a unidirectional short-fiber composite is defined. In order to do this, the geometrical and morphological parameters, and the mechanical properties of over 180 different cells are compared and analyzed. In the form of an 232 RCMA. Volume 26 – n° 2/2016 experimental plan, the geometrical and morphological data feed a 3D modeler which supports a mesh that is adapted to the microstructure.



AUTEUR(S)
François RASSELET, Sébastien JOANNES, Jacques RENARD, Emilie ROCHE, Sébastien PAUTARD

MOTS-CLÉS
ver, cellule statistiquement représentative, éléments finis, indicateurs de performance, morphologie, confinement matriciel.

KEYWORDS
rve, statiscally representative element cell, finite elements, performance indicators, morphology, matrix confinement.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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