Composite materials reinforced with particles or fibers are widely used in industrial applications due to their good mechanical, thermal, and electrical properties. Consequently, for the scientific community as well as the industry, an important challenge is to understand the relationship between the microstruture and the macroscopic response in order to design composite materials with optimised properties.
In this thesis, we study a class of inclusion-reinforced multi-phase composites. Our main
objective is to develop a micromechanical model and the corresponding numerical algorithms which enable the simulation of the rate-independent mechanical response. The proposed model is based on an incremental Hill-type formulation and uses the two-step Mori-Tanaka/Voigt mean-field homogenisation schemes. The crucial issues of the choice of reference comparison materials and Eshelby's tensor computation are examined
In parallel, an experimental study consisting in four-point bending tests performed on plain concrete and steel fiber-reinforced concrete (SFRC) specimens, is carried out with the aim of achieving an appropriate modelling of SFRC, and collecting data for the validation of our model predictions.
The accuracy and the efficiency of the proposed approach are evaluated through numerical simulations. Several discriminating tests of concrete, metal, and polymer matrix composites are carried out. A two-scale approach is developed in order to simulate, within reasonable CPU time and memory usage, the response of realistic structures under complex loadings. In many cases our estimates are validated against finite element computations and experimental results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ucl.ac.be:ETDUCL:BelnUcetd-07102006-034843 |
| Date | 10 July 2006 |
| Creators | Ouaar, Amine |
| Publisher | Universite catholique de Louvain |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://edoc.bib.ucl.ac.be:81/ETD-db/collection/available/BelnUcetd-07102006-034843/ |
| Rights | unrestricted, J'accepte que le texte de la thèse (ci-après l'oeuvre), sous réserve des parties couvertes par la confidentialité, soit publié dans le recueil électronique des thèses UCL. A cette fin, je donne licence à l'UCL : - le droit de fixer et de reproduire l'oeuvre sur support électronique : logiciel ETD/db - le droit de communiquer l'oeuvre au public Cette licence, gratuite et non exclusive, est valable pour toute la durée de la propriété littéraire et artistique, y compris ses éventuelles prolongations, et pour le monde entier. Je conserve tous les autres droits pour la reproduction et la communication de la thèse, ainsi que le droit de l'utiliser dans de futurs travaux. Je certifie avoir obtenu, conformément à la législation sur le droit d'auteur et aux exigences du droit à l'image, toutes les autorisations nécessaires à la reproduction dans ma thèse d'images, de textes, et/ou de toute oeuvre protégés par le droit d'auteur, et avoir obtenu les autorisations nécessaires à leur communication à des tiers. Au cas où un tiers est titulaire d'un droit de propriété intellectuelle sur tout ou partie de ma thèse, je certifie avoir obtenu son autorisation écrite pour l'exercice des droits mentionnés ci-dessus. |
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