Mesure et prédiction des déformations et contraintes résiduelles lors du refroidissement d'un stratifié composite thermoplastique
| Autor: | Péron, Mael, Jacquemin, Frédéric, Casari, Pascal, Orange, Gilles, Bailleul, Jean-Luc, Boyard, Nicolas |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (GeM), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche Technologique Jules Verne [Bouguenais] (IRT Jules Verne), IRT Jules Vernes, Solvay (France), Laboratoire de Thermique et d’Energie de Nantes (LTeN), Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM) - Bordeaux |
| Jazyk: | francouzština |
| Rok vydání: | 2019 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | JNC 21 21ème Journées Nationales sur les Composites 21ème Journées Nationales sur les Composites, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers (ENSAM)-Bordeaux, Jul 2019, Bordeaux, Talence, France |
| Popis: | National audience; Cooling of thermoplastic composite parts inevitably leads to the development of residual stresses, which may have negative consequences on the final part health. Modelling their development during cooling therefore appears as an interesting solution to optimize the process parameters and limit the stresses intensity. This study proposes a coupled model accounting for heat transfer, crystallization kinetics and mechanical behavior of thermoplastic composite laminate. This latter is treated according to the modified lamination theory, which is for the first time adapted to the study of a thermoplastic composite during cooling, with temperature dependent properties. This is made possible by the use of an incremental linear elastic law, which also accounts for the crystallization shrinkage and thermal expansion of the material. The model is applied to the study of an unsymmetric laminate, which leads to estimated stress and strain states. These latter are compared with experimentally measured strains, highlightingan excellent agreement which validates the proposed model.; Le refroidissement des pièces composites thermoplastiques durant leur mise en œuvre mène inexorablement au développement de contraintes résiduelles. Ces contraintes peuvent être néfastes pour la santé finale de la pièce et il convient de prédire leur développement au cours du procédé afin d’optimiser celui-ci et ainsi limiter l’impact des contraintes sur le matériau. Cette étude propose un modèle de prédiction du développement des contraintes résiduelles au cours du refroidissement d’un composite thermoplastique à fibres continues de verre et matrice PA66. Celui-ci prend en compte les transferts thermiques, la cinétique de cristallisation ainsi que le comportement mécanique du composite au cours de son refroidissement. Ce dernier est traité à l’aide de la théorie modifiée des stratifiés qui est adaptée pour la première fois au refroidissement d’un composite thermoplastique dont les propriétés thermomécaniques varient avec la température. Ceci est rendu possible à l’aide d’une formulation incrémentale de la loi de comportement linéaire élastique, prenant en compte les retraits d’origine thermique et de cristallisation. Appliqué au cas d’un empilement asymétrique, le modèle permet de prédire contraintes et déformations résiduelles. Ces dernières sont comparées à des mesures expérimentales pour évaluer la fiabilité du modèle développé. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|