Ce travail porte sur les processus de conception et de mise en forme des préformes
textiles pour procédés de moulage en phase liquide (LCM), appliqués à la fabrication
de pièces non structurales complexes. Les moules pour la fabrication de
ces pièces composites ont une géométrie complexe et leur drapage est problématique.
Fondamentalement, ce travail vise à prédire et à optimiser le processus de
conception et de drapage des préformes. En outre, le travail vise à documenter et
à améliorer 1) la sélection du tissu et de son orientation la plus appropriée pour
le drapage d’une géométrie donnée et 2) la prédiction des temps de drapage.
Les propriétés des renforts associées au drapage telles que le cisaillement, la flexion,
la friction et la stabilité des tissus secs dépendent de la construction des tissus et
de la géométrie complexe à draper. Le développement de patrons de découpe inclut
la sélection de l’orientation des tissus et le positionnement des coupes et des joints.
Malgré toute l’expérience industrielle liée au drapage des préformes, les processus
existants pour le développement des patrons de découpe comportent une faible
reproductibilité et deumeurent basés sur l’expérience de techniciens expérimentés.
Avec la compétition en aérospatiale, le partenaire industriel Hutchinson doit développer
des méthodes pour formaliser et quantifier la conception de patrons de
découpe.
Afin de décrire, formaliser et évaluer le drapage de différents tissus sur des géométries
complexes, ce travail propose un premier outil prédictif du drapage permettant
d’évaluer le temps de drapage, de permettre la sélection du tissus le plus
approprié pour le drapage d’une géométrie, de déterminer l’orientation des fibres préférable ainsi que la position des coupes et des joints dans le patron de découpe.
Ce travail inclut une caractérisation de 4 tissus secs utilisés en production
chez Hutchinson. Des outils de caractérisation portatifs ont été développés afin
de permettre l’évaluation rapide du cisaillement dans le plan, du retour élastique
en cisaillement, du retour élastique en flexion dans un coin et sur les bords, de la
friction entre les plis et avec le moule, de l’effilochement, ainsi que de la résistance
des goupilles de localisation. Les essais de caractérisation ont été effectués sur ces
équipements portatifs et certains ont été validés par comparaison avec des essais.
À partir de ces caractéristiques de drapage, une méthode d’évaluation du comportement
en drapage a été développée permettant de déterminer la façon dont un
tissu donné se comporte lorsqu’il est drapé sur des géométries spécifiques. Plusieurs
géométries de base ont été repérées sur les moules réels de Hutchinson, permettant
la reconstruction d’autres moules par une combinaison de ces géométries de
base. Le comportement en drapage pour chaque géométrie de base a été analysé
et validé avec des essais expérimentaux directement sur les moules. Le travail de
caractérisation et la méthode d’évaluation des géométries de base ont été combinés
dans un algorithme empirique permettant d’évaluer la difficulté de drapage
d’une géométrie complexe selon le tissu utilisé et son orientation. Des exemples
montrent que l’algorithme réussit à atteindre les objectifs liés à l’évaluation des
temps de drapage, de la sélection du tissu et de son orientation les plus appropriés
en plus de guider le positionnement des coupes et des joints pour le développement
des patrons de découpe. Les objectifs d’abaissement, de prédiction des temps de
drapage et de détermination de l’emplacement des coupes et des joints dans les
patrons ont été atteints.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uottawa.ca/oai:ruor.uottawa.ca:10393/36659 |
| Date | January 2017 |
| Creators | Gagné, Sébastien |
| Contributors | Robitaille, François |
| Publisher | Université d'Ottawa / University of Ottawa |
| Source Sets | Université d’Ottawa |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thesis |
| Format | application/pdf |
Page generated in 0.002 seconds