Analyse numérique de la défaillance des composites stratifiés en utilisant la modélisation multi-échelle.

Abstract

Cette thèse concerne l’analyse numérique de la défaillance dans les stratifiés unidirectionnels des matériaux composites basée sur la modélisation multi-échelle des matériaux hétérogènes. L'approche suppose le matériau en deux échelles, dans lesquelles les problèmes élastiques sont résolus pour décrire le comportement mécanique du stratifié. Dans l'échelle macroscopique (échelle globale), la méthode des éléments de frontière (BEM) pour l’élasticité plane anisotrope doit être utilisée pour évaluer les champs de contrainte et de déformation dans le domaine du pli. Ces champs représentent le tenseur macroscopique de la structure, qui est utilisé pour évaluer les conditions aux limites de la micro-échelle (échelle locale). Dans cette échelle, équivalente à un point matériel de la structure (localisation technique), un élément de volume représentatif (EVR) est pris pour satisfaire le comportement global constitutif. La solution du problème de l’EVR élastique, est constituée par une matrice isotrope, une fibre transversalement isotrope, et l'application de la théorie des champs moyens, doivent être réalisées par la BEM à travers la formulation multi-région. L'évaluation de la défaillance dans les micros constituants sera faite en utilisant les critères de défaillance de Tsai-Hill pour la matrice et le critère de déformation maximale pour la fibre. Les résultats pour les exemples numériques seront présentés, discutés et comparés avec les résultats numériques obtenus par le critère de défaillance LARC03, qui effectue l'analyse seulement sur l'échelle structurelle.