Modèles d'écrasement localisé et d'endommagement diffus pour la simulation du crash de structures composites
Résumé
L’étude présentée s’intéresse à la modélisation du comportement de stratifiés composés de plis unidirectionnels en carbone-époxy, soumis à une sollicitation d’écrasement sur tranche à basse vitesse. L’échelle d’intérêt est l’échelle mésoscopique (du pli élémentaire). Le modèle numérique proposé est un modèle enrichi basé sur la réunion de deux modèles développés à l’ICA, utilisant des stratégies différentes de représentation des modes de ruine considérés être à l’origine de la dissipation d’énergie : -Un modèle de comportement avec endommagement diffus continu anisotrope élastique, couplé avec des fonctionnalités avancées de fragmentation numérique du code de calcul Impetus Afea par transformation d’éléments finis isogéométriques en particules discrètes. -Un modèle de traitement de l’écrasement localisé en extrémité de pli, réalisé par l’implémentation d’une loi matériau spécifique dépendant de la direction des fibres, et d’une méthode de recherche de bout de pli. Ce modèle utilise une fonctionnalité de suppression d’élément fini (érosion numérique) pour représenter l’évacuation de la matière pulvérisée en bout de pli. Les deux modèles utilisent par ailleurs des éléments cohésifs pour représenter les délaminages qui se superposent aux dommages de plis. Nous montrons que l’association des deux modèles de fragmentation diffuse et localisée dans une unique loi de comportement permet d’améliorer les résultats obtenus dans les études précédentes par chaque modèle séparément. D’une part l’ensemble des phénomènes de fragmentation à l’origine de la dissipation d’énergie est qualitativement décrit conformément aux observations expérimentales. D’autre part, la comparaison entre essais et simulations de la courbe force-déplacement permet de conclure que le modèle enrichi reproduit quantitativement la capacité d’absorption d’énergie de la structure.