La modélisation des comportements des composites
Grâce à leur rapport résistance-poids élevé, les composites de PRFC réduisent la consommation de carburant et les émissions sans compromettre la performance. À l'heure actuelle, il existe plusieurs concepts pour un vieillissement accéléré et des prévisions de durée de vie du comportement des PRFC. Le projet FATIMA («Fatigue testing of CFRP materials»), financé par l'UE, adapte les approches existantes aux matériaux fournis par les partenaires de l'initiative Clean Sky. Ces matériaux sont destinés à la prochaine génération d'avions considérablement plus écologiques. . Les scientifiques s'intéressent aux meilleures méthodes pour évaluer les effets de l'humidité, les structures multicouches ou empilables et le chargement multiaxial. Les modèles de différentes structures laminées présentant un intérêt formeront la base de la formation de composants laminés à plusieurs couches à partir de différentes couches dont les comportements sont connus. Les campagnes d'essai utiliseront l'instrument Dynamic Mechanical Analyser DMA Q800-RH (humidité relative), l'analyseur Q5000SA Dynamic Vapour Sorption Analyser et le METRAVIB DMA. Jusqu'à présent, les travaux réalisés sur les modèles d'adaptation en vue de comprendre l'influence du taux d'humilité sur le comportement mécanique et la durée de vie ont bien progressé. En utilisant les instruments mentionnés plus haut pour la compilation de données expérimentales, la méthodologie de tests accélérés de Miyano a été élargie pour inclure les effets de l'humidité. Des études expérimentales et théoriques de structures laminées composées de types de couches individuelles ont été menées. Ainsi, ces dernières ont facilité le développement de modèles d'éléments finis détaillés décrivant le comportement temps/température dans des conditions de chargement dynamique. Les données ont été utilisées pour former un modèle à cinq couches composé de couches individuelles dans une structure multicouches. Enfin, un support à échantillon spécialement développé a été utilisé pour associer des charges de traction et de flexion et évaluer les effets du chargement multiaxial. Les échantillons multicouches ont été soumis à des tests de chargement en trois points pour lesquels une corrélation par images numériques a été utilisée afin d'étudier les modes d'échec. Des simulations des éléments finis de charge de flexion et de traction uni-axiale ont également été effectuées. Pendant la seconde phase, le chargement multiaxial sera simulé pour l'identification des mécanismes de défaillance observés au cours des expériences.La boîte à outils FATIMA pour la modélisation des laminés à multiples couches représentent les divers PRFC qui seront utilisés dans le programme Clean Sky. Ainsi, le développement de matériaux visant à répondre aux objectifs relatifs à des avions plus propres et écologiques sera facilité. Garantir la robustesse et la durabilité contre les effets du temps permettra de maintenir les coûts de maintenance et de fonctionnement à un minimum tout en renforçant la sécurité.
