Fatigue
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JNC 16 Toulouse 2009Comportement en fatigue de structures épaisses en matériaux composites Fatigue behaviour of thick composite structures
Nicolas Revest , Alain Thionnet , Jacques Renard et Laurent Boulay
1 : Centre des Matériaux P.M. Fourt Mines-ParisTech, CNRS UMR 7633, BP 87, F - 91003 Evry, Cedex e-mail : nicolas.revest@ensmp.fr, alain.thionnet@ensmp.fr, jacques.renard@ensmp.fr 2 : Université de Bourgogne, Mirande, BP 47870, F - 21078, Dijon, France e-mail : alain.thionnet@u-bourgogne.fr 3 : CETIM Nantes, 74 route de la Jonelière BP 82617, F - 44326 Nantes Cedex 3 e-mail : laurent.boulay@cetim.fr
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L’utilisation croissante de structures épaisses (>3-4mm) en matériaux composites stratifiés (fuselages, voilures aéronautiques, pièces navales et ferroviaires…) susceptibles de reprendre des efforts importants nécessite un dimensionnement approprié de ces pièces. Répondre à cette nécessité soulève de nouveaux problèmes par rapport aux structures minces tels que l’influence des contraintes transversales et la tenue en fatigue. Les objectifs de ce travail sont multiples. Dans un premier temps, il convient de mettre en évidence les caractéristiques principales de l’endommagement au sein d’un stratifié soumis à des chargements quasi-statiques et cycliques et d’en suivre son évolution. Nous proposerons ensuite une modélisation de l’endommagement pour les structures épaisses sollicitées en quasi-statique et en fatigue. Enfin le modèle sera implémenté dans un code de calcul par éléments finis pour être appliqué à une structure industrielle. Le reproche que l’on peut faire à l’écriture classique des lois d’évolution traduisant l’endommagement en fatigue, est de faire intervenir explicitement le chargement extérieur au travers, notamment, du rapport de charge R=σmin/σmax. Si cela ne pose pas de problème dans le cas uni-axial, en revanche, dès lors que l’on introduit de la multiaxialité (due au chargement ou à la géométrie de la structure) le rapport R peut