Composites et stratifiés

•  MMC, élasticité linéaire (cf. UE 1A/Mécanique)
•  Modèles de poutres et plaques (cf. UE 3A/Structures minces et instabilités)

•  Découvrir les différents types de matériaux composites et leur mise en œuvre
•  Acquérir les méthodes de calcul des structures en matériaux composites
•  Maîtriser la notion d’anisotropie en élasticité linéaire
•  Savoir remplacer un milieu hétérogène par un milieu homogène équivalent (approches micro-macro) dans une démarche de modélisation
•  Maîtriser les concepts de modélisation des stratifiés (modèles de plaques)
•  Savoir analyser les critères de rupture propres aux matériaux hétérogènes

•  Généralités sur les matériaux composites :
  -- constituants : inclusions, fibres, résines, tissus
  -- mise en œuvre : moulages, pultrusion, centrifugation, enroulement filamentaire
  -- produits finis : stratifiés, plaques et poutres sandwiches
•  Comportement élastique des milieux hétérogènes :
  -- notion de volume élémentaire représentatif (VER) et comportement homogène équivalent
  -- caractérisation du VER (milieux aléatoires, périodiques) et élasticité anisotrope
  -- méthodes d’homogénéisation (Voigt, Reuss, modules effectifs, homogénéisation périodique, estimations et bornes de Hashin et Shtrickman) et mise en œuvre dans un code EF (Abaqus)
•  Modes et critères de rupture des stratifiés (contraintes et déformations maximales, Tsaï-Hill, Hoffman, Tsaï-Wu)
•  Modèles de plaques stratifiées et sandwichs
•  Applications au dimensionnement des structures composites

•  Connaître une gamme de matériaux et leurs potentiels pour différentes applications
•  Utiliser des modèles de matériaux hétérogènes
•  Définir des modèles simplifiés de matériaux hétérogènes pour des calculs efficaces
•  Être à même de proposer des modélisations de matériaux innovants

•  DS : évaluation écrite de 2 h (75 %)
•  CC : CR de TP (25 %)

•  Transparents de cours PDF
•  M. Bornert, T. Bretheau et P. Gilormini, Homogénéisation en mécanique des matériaux, tomes 1 et 2, Hermes, 2001
•  J.-M. Berthelot, Matériaux composites : comportement mécanique et analyse des structures, Tec&Doc, 1999
•  D. Gay, Matériaux composites, Hermes, 1991

Stéphane Bourgeois