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Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace
/ 02-12-2016
Tostain Floran
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La certification des aéronefs au crash ou à l’atterrissage dur nécessite de concevoir et dimensionner des structures
légères vérifiant les exigences d’absorption d’énergie. Le critère de performance est l’énergie d’absorption
spécifique (Specific Energy Absorption, SEA). Nos travaux expérimentaux et numériques visent une meilleure
compréhension de la contribution favorable ou défavorable des modes de ruine à la stabilité et à l’amplitude de
l’énergie consommée.
Le travail expérimental, réalisé sur des échantillons plaques stratifiées en T700/M21 faible grammage et interlock
55% ou 100%, compare les niveaux et les évolutions des forces d’écrasement avec l’apparition et le maintien des
modes de ruine majeurs que sont l’évasement, les fragmentations en coeur de plis et localisée en bout de pli.
L’observation et la mesure des processus dynamiques de fragmentation représentent un verrou contourné ici par
une analyse point à point de la synchronisation entre les films des essais et les courbes force-déplacement, et par
l’observation post-mortem des échantillons, des débris et des fragments. Les plaques ont une performance à
l’écrasement sensible à l’épaisseur des plis et aux vitesses de déformation. Pour les interlocks, c’est le sens de
tissage qui a le plus d’effet sur l’amplitude et la stabilité de la SEA, et génère un évasement global plus instable.
La simulation numérique dynamique transitoire non-linéaire est utilisée comme outil complémentaire de mesure
et d’analyse des essais sur plaques T700/M21 [0°/90°]. La morphologie d’écrasement est bien reproduite.
L’analyse des processus de ruine à l’échelle du pli fait apparaître l’interaction entre la résistance mécanique en
compression transverse du matériau (Yc) et la résistance à la déchirure en cisaillement de la structure (GIIc), et
l’articulation et/ou la compétition entre évasement et fragmentation en coeur de pli qui en découlent. La mesure
de la contribution des trois modes de ruine dans l’énergie consommée effectuée au travers de l’évolution des
seuils de ruine permet de suivre l’évolution correspondante de l’effort d’écrasement. Une étude a été menée sur
la robustesse du modèle, et permet d’évaluer plus généralement la sensibilité en amplitude et en stabilité de la
SEA aux propriétés de résistance mécanique identifiées comme influentes.
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