SAFRAN Aircelle produit des panneaux sandwiches constitués de peaux composites collées sur une âme nid d’abeille (« Nida ») en aluminium pour des applications de nacelle de moteur d’avion. Des décollements locaux peuvent exister à l’interface peau/Nida et réduire significativement la capacité structurale de ces sandwiches. L’objectif de cette thèse entre l’ISMANS et SAFRAN Aircelle réside dans la mise en place d’une approche de type « Virtual testing » pour réduire les coûts de validation et de vérification des sandwiches possédant des décollements.L’originalité de ces travaux vient du choix de la représentation des sandwiches à travers deux familles de modèles : les modèles « âme pleine » (modélisation volumique) prévus pour une utilisation en bureau d’études et les modèles « âme creuse » (modélisation physique des clinquants) permettant d’analyser finement les mécanismes de propagation des décollements peau/Nida. Une technique de sous-structuration a été mise en oeuvre avec succès et a permis de réduire significativement les temps de calcul du modèle « âme creuse ».La mécanique de l’endommagement, avec des éléments à zone cohésive, a été choisie pour déterminer numériquement le seuil de propagation des décollements, après une étude comparative avec la mécanique linéaire élastique de la rupture et une méthode de recalage essais. Pour alimenter les lois d’endommagement disponibles dans les codes industriels, une méthode expérimentale a été proposée. Des essais de type DCB sandwiches ont permis de remonter aux propriétés mécaniques de l’interface en mode d’ouverture et en mode mixte, avec un seul montage. Ces essais ont été recalés avec succès, notamment en mode I pur. / SAFRAN Aircelle manufactures sandwich structures made of composite skins bonded to aluminium honeycomb core for aircraft’s engines nacelles applications. Local disbonds may occur at the skins/core interface and lead to significant strength reduction under in-service loadings. The present work was done with ISMANS and SAFRAN Aircelle and deals with the introduction of a “Virtual Testing” approach in order to reduce substantiation and validation cost of sandwiches structures with embedded disbond.In this study we have two kinds of models at two scales to describe the sandwich behaviour: the “homogeneized” model, which provide an industrial tool for design offices and the “detailed” model, which provide a specific tool for accurate analysis of disbond growth initiation at skin/core interface. Due to the numerical cost of the second type of model, the superelement technique has been successfully used which permits to gain computational costs without altering the result quality.Damage mechanics, with cohesive zone elements, have been chosen to numerically determine the disbond growth threshold after a comparative study with linear fracture mechanics and a full experimental method. Inputs data for industrial code using cohesive zone elements have been studied through an experimental investigation. DCB type tests on reinforced sandwiches were perfomed in order to determine the energy release rate at the skin/core interface. Various mode-mixity and pure opening mode are available using the same testing tool. The latter has been successfully modelled.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2014LEMA1036 |
| Date | 26 September 2014 |
| Creators | Tom, Louis-Georges |
| Contributors | Le Mans, Tsobnang, François, Sahraoui, Sohbi, Craveur, Jean-Charles |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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