Structures composites

Code UE : US463Y

  • Cours
  • 2 crédits

Responsable national

Antoine LEGAY

Responsable opérationnel

Antoine LEGAY

Public et conditions d'accès

Mécanique des milieux continus, algèbre linéaire, mise en œuvre des matériaux composites.

Objectifs pédagogiques

Le but de ce cours est d'apporter aux étudiants des connaissances générales sur les matériaux composites et plus particulièrement sur leurs performances.
Ce cours a également pour objectif de fournir les bases et les outils nécessaires au dimensionnement de structures composites.

Contenu

  • Généralités sur les composites :
    • Classification des matériaux composites (stratifiés, sandwich, tissés, fibrés,. . .)
    • Présentation des éléments constituants d'un matériau composite (résines, charges, fibres. . .)
  • Lois de comportement des composites :
    • Expression des matrices d'élasticité et de souplesse pour des matériaux isotrope, isotrope transverse, anisotrope, orthotrope.
    • Généralités sur les changements de base en notation de Voigt (matriciel).
  • Comportement d'un composite unidirectionnel à fibres longues
    • Constantes élastiques d'un pli dans une direction quelconque : application des formules de changement de base. Caractérisation des propriétés matériau à partir d'essais normalisés (traction, flexion, . . .).
    • Caractéristiques du mélange renfort/matrice.
    • Propriétés d'un composite unidirectionnel à partir des propriétés de ses constituants (matrice et fibres) par la loi des mélanges.  
  • Mécanique de la rupture et de l'endommagement :
    • Rappels sur le critère de Von Mises pour les matériaux isotropes
    • Présentation des critères de rupture pour les matériaux composites (critères de Tsai-Hill et Tsai-Wu, critère de la contrainte ou de la déformation maximale).
    • Comparaison des différents critères sur un composite pli unidirectionnel.  
  • Comportement mécanique des stratifiés
    • Généralités sur la théorie des stratifiés et sur la théorie des plaques (champs de déformation et de contrainte, résultantes et moments).
    • Comportement mécanique de plaques minces multicouches en théorie de Kirchhoff-Love (définition des matrices A, B, D de rigidités globales des plaques, phénomènes de couplage membrane/flexion et tension/cisaillement).  
  • Comportement hygro-thermo-mécanique d'un matériau composite :
    • Étude des effets de dilatation thermique ou de gonflement hygrométrique sur le comportement mécanique de plaques minces multicouches
  • Essais mécaniques de matériaux composite
    • Présentation des différents moyens de mesure des propriétés mécaniques des matériaux composites (fraction volumique de fibre, modules élastiques, . . .)
    • Paramètres intervenants dans les critères de rupture.

Bibliographie

  • Jean-Marie BERTHELOT : Matériaux composites : comportement mécanique et analyse des structures, Edition Hermès, 5e Ed., 2012
  • Daniel GAY : Matériaux composites, Edition Hermès, 5e Ed., 2005
  • Carl T. HERAKOVICH : Mechanics of fibrous composites, Edition Wiley, 1998

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Équipe pédagogique Systèmes mécaniques
353, 31.0.48, 2 rue Conté
75003 Paris
Tel :01.40.27.27.65
Georges Venizelos

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