Hostname: page-component-cd9895bd7-gvvz8 Total loading time: 0 Render date: 2024-12-26T19:43:49.584Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Assemblage de fibres par tissage : analyse et simulation du comportement mécanique

Published online by Cambridge University Press:  08 March 2005

Philippe Boisse ,
Bassem Zouari ,
François Dumont  and
Alain Gasser
Philippe Boisse
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Solides, UMR CNRS 5514, INSA de Lyon, Bâtiment Jacquard, rue Jean Capelle, 69621 Villeurbanne Cedex, France
Bassem Zouari
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique de Systèmes et des Procédés, UMR CNRS 8106, ENSAM, Université d'Orléans, 8 rue Léonard de Vinci, 45072 Orléans Cedex, France
François Dumont
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique de Systèmes et des Procédés, UMR CNRS 8106, ENSAM, Université d'Orléans, 8 rue Léonard de Vinci, 45072 Orléans Cedex, France
Alain Gasser
Affiliation:
Laboratoire de Mécanique de Systèmes et des Procédés, UMR CNRS 8106, ENSAM, Université d'Orléans, 8 rue Léonard de Vinci, 45072 Orléans Cedex, France
Get access

Abstract

Le comportement mécanique des renforts tissés utilisés dans les composites est fortement influencé par l'assemblage par tissage des mèches chaîne et trame. La rigidité principale du tissé est celle de tension. Le comportement en tension est non-linéaire compte tenu des liaisons entre les deux réseaux qui conduisent à des non-linéarités géométriques locales. Ce comportement en tension est analysé dans le présent travail par des essais de traction biaxiale et des simulations 3D de la maille élémentaire. La rigidité de cisaillement dans le plan des renforts tissés est faible jusqu'à un angle limite. On montre par des mesures optiques que ceci correspond à une phase de rotation de corps rigide de chaque mèche. Une deuxième phase correspondant à un blocage et un écrasement latéral des mèches conduit à des rigidités beaucoup plus fortes. On présente deux formes simplifiées de l'équation de la dynamique ne prenant en compte que les travaux virtuels de tension d'une part et de tension cisaillement d'autre part. On montre sur un exemple de simulation d'emboutissage d'un renfort tissé que la prise en compte du cisaillement est importante si l'on dépasse un angle limite.

Keywords

Textilesmultiscale behaviourbiaxial tensionin plane shearlink by weavingforming simulationTextilescomportement multiéchellestension biaxialecisaillement planliaison par tissagesimulation de mise en forme
Type
Research Article
Information
Mechanics & Industry , Volume 6 , Issue 1: MÉCAMAT Aussois 2003 – Assemblages : des matériaux à la structure , January 2005 , pp. 65 - 74
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2005

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

Cheruet, A., Soulat, D., Boisse, P., Soccard, E., Maison-le Poec, S., Analysis of the interply porosities in thermoplastic composites forming processes, Int. J. Forming Processes 5 (2002) 247–258 CrossRef
D. Carronnier, D. Gay, Approche intégrée du RTM, Revue des Composites et des Matériaux Avancés 6 (1996)
Bickerton, S., Simacek, P., Guglielmi, S.E., Advani, S.G., Investigation of draping and its effect on the mold filling process during manufacturing of a compound curved composite part, Composites Part A 28 (1997) 801–816 CrossRef
D. Durville, Modélisation du comportement mécanique de câbles métalliques, Actes du 3e Colloque en Calcul des Structures, Giens, France, 1997, pp. 139–144
Buet-Gautier, K., Boisse, P., Experimental analysis and modeling of biaxial mechanical behavior of woven composite reinforcements, Experimental Mechanics 41 (2001) 260–269 CrossRef
G. Ferron, Dispositif de traction biaxiale DAX2, Document Techmetal, Mézières-Lès-Metz, 1992
Launay, J., Lahmar, F., Boisse, P., Vacher, P., Strain measurement in tests on fibre fabric by image correlation method, Advanced Composite Letters 11 (2002) 7–12
G. Hivet, Modélisation mésoscopique pour le comportement bi-axial et la mise en forme des renforts de composites tissés, Thèse, Université d'Orléans, 2002
Gasser, A., Boisse, P., Hanklar, S., Mechanical Behaviour of Dry Fabric Reinforcements, 3D simulations versus Biaxial Tests, Computational Materials Science 17 (2000) 7–20 CrossRef
B. Hagège, Simulation du comportement mécanique des milieux fibreux en grandes transformations : application aux renforts tricotés, Thèse, ENSAM Paris, 2004
Flanagan, D.P., Belytschko, T., A uniform strain hexahedron and quadrilateral with orthogonal hourglass control, Int. J. Numerical Methods in Engineering 17 (1981) 679–706 CrossRef
Schnur, D.S., Zabaras, N., An inverse method for determining elastic material properties and a material interface, Int. J. Numerical Methods in Engineering 33 (1992) 2039–2057 CrossRef
Boisse, P., Gasser, A., Hivet, G., Analyses of fabric behaviour : determination of the biaxial tension-strain surfaces and their use in forming simulations, Composites Part A 32 (2001) 1395–1414 CrossRef
McBride, T.M., Chen, J., Unit-cell geometry in plain-weave fabrics during shear deformations, Composites Science and Technology 57 (1997) 345–351 CrossRef
Prodromou, A.G., Chen, J., On the relationship between shear angle and wrinkling of textile composite preforms, Composites Part A 28 (1997) 491–503 CrossRef
McGuinness, G.B., Bradaigh, C.M.O., Development of rheological models for forming flows and picture-frame shear testing of fabric reinforced thermoplastic sheets, J. Non-Newtonian Fluid Mechanics 73 (1997) 1–28 CrossRef
McGuinness, G.B., O'Bradaigh, C.M.O., Characterisation of thermoplastic composite melts in rhombus-shear: the picture-frame experiment, Composites Part A 29 (1998) 115–132 CrossRef
Long, A.C., Characterisation and modelling of fabric deformation during forming of textile composites, Int. J. Forming Processes 4 (2002) 285–301
Vacher, P., Dumoulin, S., Arrieux, R., Determination of the forming limit diagram from local measurement using digital image analysis, Int. J. Forming Processes 2 (1999) 395–408
F. Dumont, Expérimentations et modèles de comportement de renforts composites tissés, Thèse, Université Paris 6, 2003
Lussier, D.S., Chen, J., Material characterization of woven fabrics for thermoforming of composites, J. Thermoplastic Composite Materials 15 (2002) 497–509 CrossRef
B. Zouari, F. Dumont, J.L. Daniel, P. Boisse, Analyses of woven fabric shearing by optical method and implementation in a finite element program, Proceedings of 6th Esaform, Salerno, Italy, 2003, pp. 875–878
Numerical simulation of 3D sheet metal forming processes – Verification of simulation with experiments, Proceedings of NUMISHEET '93, Tokyo, Japan, 1993