Evaluations des propriétés mécaniques effectives des composites à matrice organique par la théorie de la micromécanique

Abstract

La méthode généralisée de cellules (GMC) de la micromécanique est employée dans cette étude pour la prédiction des modules effectifs des compositesfibreux et périodiquesen divisant la cellule unitaire répétitive (RUC)en un certain nombre de sous-cellulesdans lesquellesles propriétés des matériaux sont attribuées et les résultats sont donnés. L'objectif principal de cette étude est d'évaluer l'applicabilité du GMC à la prédiction du comportement thermoélastique des compositeset il consiste en des équations analytiques capables de traiter à la fois le processus d'homogénéisation et de localisation des matériaux composites de manière très efficace numériquement.Un milieu continu approprié a également été intégré à la micro-échelle. Pour les simulations de stratifiés composites, GMC a été intégré dans la théorie des stratifiés, qui est utilisée pour modéliser le stratifié en tant que modèle à l'échelle globale ou structurelle. Dans ces simulations, GMC opère à la méso-échelle, entre l'échelle globale du stratifié et la micro-échelle des phases individuelles du composite.L'analyse GMC représente le comportement du matériau composite aux points d'intégration dans chaque couche du stratifié. L'approche est entièrement couplée en ce que l'analyse sur chaque échelle affecte les autres échelles car la localisation et l'homogénéisation se produisent à plusieurs reprises tout au long de l'application de la charge appliquée simulée. Plusieurs équations de modélisation de la réponse des matériaux composites et des stratifiés composites ont été présentées, basées sur le modèle micromécanique analytique GMC, qui fournit des équations constitutives de forme fermée pour les matériaux composites ainsi que les champs de contrainte et de déformation à micro-échelle dans les phases du composite. Pour fournir un cadre pour GMC, un code appelé MAC/GMC est utilisé, à travers lequel diverses charges thermiques, mécaniques et thermomécaniques sont imposées, de nombreuses architectures de fibres différentes sont utilisées et les résultats sont sortis et discutés via la génération de fichiers de sortie contenant des colonnes de paires X-Y, qui sont tracées à l'aide d'un programme graphique distinct.