Focus sur les matériaux composites

On 23 mars 2009 by smide - usinage plastique
Il est vrai que de part nos publications online, que ce soit sur alliageslegers.com, smide.fr ou le blog de Smide, nous avons abordé le sujet des composites. Cependant nous n’avons jamais pris le temps de faire un focus mariant le théorique à la réalité. Pour vous, passionnés de l’usinage de précision voici quelques lignes explicatives sur les matériaux composites.
L’approche classique des composites met en avant la  spécificité du calcul des composites suivante
Composites = matériaux composites = structure composite

Il est important de comprendre que l’élaboration de la structure est non séparée de celle du matériau. Le comportement  des matériaux composites est le résultat de différents types d’interaction engendrant des comportements multiples et différents justifiant de les faire travailler ensemble (la question de base qui se pose est de savoir décrire le comportement du composite connaissant celui des constituants).
La spécificité du calcul des matériaux composites vient donc de l’hétérogénéité par conception et des discontinuités. Il faut donc recourir à des techniques d’homogénéisation pour obtenir la relation de comportement tant au niveau du composite monocouche que du composite stratifié ou du composite en sandwich.
L’homogénéisation c’est :

la représentation d’un milieu équivalent + la construction d’un modèle de calcul permettant d’appliquer la MMC (modèle de Markov caché) au domaine correspondant à ce milieu équivalent.

Avant tout calcul de matières composées de matériaux hétérogènes, il y a un calcul d’homogénéisation pour définir un comportement local. Il y a principalement pour les matériaux composites stratifiés ou composites sandwichs deux niveaux d’observation :

1 – Le niveau micromécanique au niveau méso

2 – Le niveau méso au niveau macro


Après cette approche classique nous pouvons également vous parler de l’approche basée sur l’étude des lois de comportement anisotrope 3D ou de la loi Hook abordée lors d’un nos billet datant du 13 juin 2008, pour satisfaire votre curiosité voici quelques formule de calculs figurants ces 2 autres lois :

L’anisotrope 3D avec une forme quadratique définie positive des composantes du tenseur des déformations :

smide_composite_stratifies_1

Et la loi Hook :

σ = Kε avec K : opérateur de Hooke.

Vous l’aurez compris en dehors du calcul des niveaux des comportements des matériaux composites lors de leur élaboration, il y a d’autres calculs que nous énoncerons pas dans ce billet qui risque de devenir trop mathématique mais nous pouvons toute fois signaler qu’il faut aussi calculer les points suivants : les coefficients de souplesse et les coefficients de raideur.

Alors n’hésitez pas à nous solliciter pour usiner vos matériaux composites car nous sommes des spécialistes en usinage de précision.

Les sites web de Smide :
alliageslegers.com
smide.fr

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