This work investigated the factors leading to the generation of process-induced stresses and deformations in woven composites manufactured by Resin Transfer Moulding (RTM). Both intrinsic and extrinsic mechanisms were examined. First, a comprehensive methodology was applied to characterize the thermal, chemorheological and thermomechanical properties of the CYCOM 890RTM epoxy resin. The developed models were essential to establish a clear understanding of the resin behaviour during the processing conditions. Then, the thermomechanical properties of 5-Harness satin woven fabrics were investigated using a micromechanical approach. Different fibre volume fractions between 50% and 62%, corresponding to typical volume fractions used in the RTM process, were examined. These thermomechanical properties were compared to the properties of equivalent unidirectional crossply laminates in order to validate the use of crossply configuration to model the behaviour of woven fabric laminate. The developed resin models and the fibre properties were then implemented in a finite element software, ABAQUS/COMPRO in order to predict the evolution of the laminate properties during the RTM process. Fibre Bragg Grating sensors were then used to characterize experimentally the tool-part interaction occurring during the RTM process. The separation of the composite from the mould during the cool down period was measured by the optical sensors. The maximal shear stress allowed by the laminate before the debonding was estimated to be 140 kPa for a steel mould. The observed tool-part interaction was simulated using frictional contact conditions at the composite/mould interface in a finite element analysis. Finally, using the ABAQUS/COMPRO interface, the manufacturing of a composite structure by RTM was modelled, taking into account simultaneously the intrinsic and extrinsic mechanisms examined. This case study demonstrates the capacity of the process mod / Ce travail étudie les facteurs conduisant au développement de contraintes et déformations résiduelles induites par le procédé d'injection sur renforts dans le cas de composites à renforts tissés. Les mécanismes intrinsèques ainsi qu'extrinsèques ont été pris en considération. Tout d'abord, une méthodologie a été utilisée pour caractériser les propriétés thermo-chimiques et thermo-mécaniques de la résine époxy CYCOM 890RTM. Le développement de modèles mathématiques pour décrire les différentes propriétés est une étape essentielle pour comprendre clairement l'évolution du comportement de la résine lors du procédé de fabrication. Ensuite, les propriétés thermo-mécaniques d'un tissu satin de 5 ont été examinées en utilisant une approche de micromécanique sur un motif élémentaire. Différentes fractions volumiques de fibre entre 50% et 62%, correspondant aux fractions volumiques de fibre typiquement utilisées pour le procédé d'injection sur renfort, ont été étudiées. Les propriétés ont été comparées aux propriétés obtenues pour des laminés unidirectionnels croisés équivalents. En général, les propriétés des deux configurations sont comparables. Ceci justifie l'utilisation des propriétés de fibre unidirectionnelle dans une configuration croisée pour simuler le comportement d'un laminé à renfort tissé satin de 5. Les modèles des propriétés de la résine et des fibres ont été ensuite implémentés dans un logiciel d'éléments finis, ABAQUS/COMPRO, afin de prédire l'évolution des propriétés du laminé pendant le procédé d'injection sur renforts. Des fibres optiques à réseaux de Bragg ont été également utilisées pour caractériser expérimentalement les interactions entre le composite et le moule générées pendant le procédé. Les fibres optiques saisirent la séparation entre le composite et le moule pendant le refroidissement. La contrainte
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.66887 |
| Date | January 2009 |
| Creators | Khoun, Karine |
| Contributors | Pascal Hubert (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Mechanical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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