Modélisation du comportement des composites stratifiés à préformes textiles avec prédiction du délaminage par une théorie de déplacement zigzag dans des éléments coques Mindlin-Reissner
Résumé
In order to respond to design and security needs, a material model intended for impact simulations has been developed. It increases the predictability of impact simulations. Usually, the delamination prediction requires computationally expensive methods. The following method on the other hand includes the delamination at the material model level. It works as an add-on to an intralaminar model, which is able to describe the behavior of various fabric plies. The latter is based on the explicit formulation of the matrix damage model developed by the ONERA. Coupling with a Maxwell-Wiechert model, the viscoelasticity is included by coupling a generalized Maxwell model. Additionally, it is formulated under a total Lagrangian scheme in order to maintain consistency for finite strain. Thanks to the stacking sequence description and the membrane deformation provided by a Mindlin-Reissner shell formulation, the material model is able to compute the through-thickness strains. Based on a higher-order zigzag displacement theory with interfacial imperfections, the strains are established by using an internal loop, which ensures the internal energy equilibrium between both plate theories
Dans le but de répondre aux impératifs de conception et de sécurité, un nouveau modèle matériau pour la simulation de stratifiés à préformes textiles a été développé afin d'augmenter la prédictibilité des simulations d'impact. La prédiction du délaminage requiert des méthodes coûteuses en temps de calcul. La méthode suivante intègre, quant à elle, le délaminage au niveau du modèle matériau et fonctionne comme une extension à un modèle intralaminaire, capable de décrire le comportement de plis constitués de différentes préformes textiles. Ce dernier est basé sur la formulation explicite du modèle d'endommagement matriciel proposée par l’ONERA. Il est étendu par le couplage du modèle de Maxwell généralisé afin d’intégrer la viscoélasticité. L'adaptation supplémentaire, qui consiste à exprimer l’ensemble de ce modèle sous une forme incrémentale Lagrangienne totale, assure la cohérence du modèle en grandes déformations. Grâce à la séquence d'empilement définie et aux déformations de membranes fournies par une formulation d’élément coque basé sur la théorie de Mindlin-Reissner, le modèle matériau est capable de calculer les déformations hors plan. En se basant sur une théorie de déplacement zigzag d'ordre supérieur, les déformations sont établies en utilisant une méthode itérative qui assure l'équilibre de l'énergie interne entre les deux théories