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Des structures composites conçues pour absorber les impacts en se brisant

Ce n'est pas sans raison que de nombreuses industries s'intéressent aux matériaux composites. Les performances et la conception géométrique des matériaux composites présentent des avantages considérables en ce sens qu'ils sont légers et économiques à produire. Fragiles par nature, les composites n'offrent pas une résistance satisfaisante aux impacts. Cependant, une nouvelle conception géométrique devrait permettre de combiner les meilleures caractéristiques des composites à de meilleures capacités d'absorption des impacts.

Technologies industrielles

Un groupe d'industries ferroviaires et d'instituts de recherche a amorcé une recherche sur les propriétés d'absorption des chocs des matériaux composites afin que les passagers des wagons ferroviaires bénéficient d'une meilleure sécurité. Etant donné que les matériaux composites ne possèdent pas les mêmes propriétés de résistance aux chocs et aux impacts élevés que les aciers, mais que leurs performances dans les autres domaines sont excellentes, le groupe a entrepris des recherches sur la conception géométrique de matériaux composites qui permettraient de satisfaire aux normes requises de résistance aux impacts. Ils ont réalisé un sandwich structurel composé d'une paroi de mousse alvéolée entourée de faces plastiques renforcées par des fibres ondulées. Le concept principal des plastiques recouverts de fibres ondulées est de permettre au matériau de se briser en cas de collision, à un niveau de tension prédéfini de façon à ce que lors de l'affaiblissement, la cassure soit progressive et puisse absorber des niveaux d'énergie élevés. Une partie des problèmes rencontrés lors des collisions ferroviaires est due aux forces énormes générées par les lois physiques gouvernant les corps en mouvement. Les matériaux composites devraient permettre de réduire de façon significative le poids des véhicules. L'utilisation des matériaux composites et la simplicité de leur conception devraient entraîner une réduction considérable des coûts de production. En définitive, les recherches ont également abouti à la création d'un outil de conception structurel qui permet aux utilisateurs d'évaluer les caractéristiques en service comme la robustesse, la résistance et le comportement au choc des matériaux utilisés.

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