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Étude et modélisation de l'élaboration de matériaux composites à matrice base titane par la voie feuillard/fibre/feuillard / Christophe Magny ; sous la direction de Y. Chastel

Auteur principal : Magny, ChristopheAuteur secondaire : : Chastel, Yvan, Directeur de thèseAuteur secondaire collectivité : École nationale supérieure des mines, Paris, Organisme de soutenance;Centre de mise en forme des matériaux, Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes, Organisme de soutenancePublication : 1996Description : 1 vol. (pagination multiple) : ill. en noir et en coul. ; 30 cmClassification : 001.D.11.C.03.E ; 620Résumé : Les matériaux composites à matrice métallique présentent des propriétés mécaniques élevées et prometteuses, en particulier les matrices base titane renforcées par des fibres longues pour les industries aéronautique et spatiale. divers procédés d’élaboration de tels matériaux ont été développés ; la voie feuillard/fibre/feuillard semble offrir un bon rapport qualité/coût. L'objectif de cette étude est l'optimisation de ce procédé au travers, d'une part, de l’étude de l’écoulement de la matrice autour des fibres, et d'autre part, de la prédiction de l’état de densification du matériau à l'aide des simulations plasticine et numérique. La première partie a ainsi consisté à établir une méthodologie permettant d’accéder à la rhéologie des feuillards dans les conditions d’élaboration du matériau composite. Cette méthodologie a été mise au point et validée pour les alliages de titane ta6v et b21s. L'influence de l'histoire thermomécanique particulière des feuillards, et donc de leur microstructure propre, a été mise en évidence. Afin de modéliser le procédé, deux versions du code forge2 ont été développées pour intégrer les conditions géométriques et mécaniques de ce dernier. La première, viscoplastique, met en évidence l'influence des frottements et de la rhéologie sur les temps de compaction de matériaux particuliers (fibres parfaitement alignées ou en quinconce). La seconde version, élasto-viscoplastique, s'appuyant sur une distribution statistique des renforts, permet la simulation du procédé industriel. On a ainsi pu démontrer l'importance de la prise en compte des mouvements des fibres, ainsi que l’indépendance du temps de compaction vis-a-vis du nombre de plis du matériau composite. Les résultats des simulations sont en bon accord avec des essais industriels de consolidation.Bibliographie: 129 réf..Thèse : .Sujet - Nom d'actualité : Rhéologie -- Thèses et écrits académiques ;Élastoviscoplasticité -- Thèses et écrits académiques ;Composites -- Thèses et écrits académiques Sujet : Consolidation ;Fibre ;Compaction ;Rhéologie ;Frottement ;Modélisation ;Forge2 ;Elément fini ;Plasticine ;Simulation ;Elastoviscoplasticité ;Loi comportement ;Essai mécanique ;Matrice métallique ;Matériau composite ;Matériau composite ;Métal renforcé ;Matériau renforcé fibre ;Elaboration ;Ecoulement ;Elastoplasticité ;Simulation numérique ;Viscoplasticité ;Pressage chaud ;Fibre continue Sujet Catégorie : MATERIAUX
Current location Call number Status Notes Date due Barcode
Bib. Paris
EMP 144.619 CCL.TH.853 En numérisation EMP40813D
Bib. Paris
EMP 144.620 CCL.TH.853 Available EMP40812D
Sophia Antipolis
EMS T-CEMEF-0173 Sur demande Bibliothèque de Sophia EMS T-CEMEF-0173

129 réf.

Thèse de doctorat Sciences et Génie des matériaux ENSMP 1996

Les matériaux composites à matrice métallique présentent des propriétés mécaniques élevées et prometteuses, en particulier les matrices base titane renforcées par des fibres longues pour les industries aéronautique et spatiale. divers procédés d’élaboration de tels matériaux ont été développés ; la voie feuillard/fibre/feuillard semble offrir un bon rapport qualité/coût. L'objectif de cette étude est l'optimisation de ce procédé au travers, d'une part, de l’étude de l’écoulement de la matrice autour des fibres, et d'autre part, de la prédiction de l’état de densification du matériau à l'aide des simulations plasticine et numérique. La première partie a ainsi consisté à établir une méthodologie permettant d’accéder à la rhéologie des feuillards dans les conditions d’élaboration du matériau composite. Cette méthodologie a été mise au point et validée pour les alliages de titane ta6v et b21s. L'influence de l'histoire thermomécanique particulière des feuillards, et donc de leur microstructure propre, a été mise en évidence. Afin de modéliser le procédé, deux versions du code forge2 ont été développées pour intégrer les conditions géométriques et mécaniques de ce dernier. La première, viscoplastique, met en évidence l'influence des frottements et de la rhéologie sur les temps de compaction de matériaux particuliers (fibres parfaitement alignées ou en quinconce). La seconde version, élasto-viscoplastique, s'appuyant sur une distribution statistique des renforts, permet la simulation du procédé industriel. On a ainsi pu démontrer l'importance de la prise en compte des mouvements des fibres, ainsi que l’indépendance du temps de compaction vis-a-vis du nombre de plis du matériau composite. Les résultats des simulations sont en bon accord avec des essais industriels de consolidation

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