Groupe MECAMAT "Interfaces dans les milieux solides"

Journée Délaminage

08 octobre 1996

Organisateurs: R. Harry et E. Martin ‑ LGM Bordeaux 1

9h‑9h 15 Accueil

9hl5‑10h 0. Allix (LMT‑Cachan)

Approche du délaminage par la mécanique de l'endommagement: apports et difficultés.

10h‑l0hl5 C. Stolz et R.M. Pradeilles‑Duval (LMS‑Palaiseau)

Application des discontinuités mobiles à l'étude du délaminage.

L0h45‑1lh Pause

11h‑11h30 I. Delisée et D. Leguillon (LMM‑Paris VI)

Initiation du délaminage dans les stratifiés, tentative de définition d'une longueur caractéristique de rupture.

11h30‑l2h M. Haboussi, J.L. Billoet, H. Dumontet (LM2S ‑ ENSAM Paris)

Modélisation asymptotique de l'effet de paroi : influence au voisinage du bord d'un stratifié.

12h‑12h30 F. Collombet (LAMEF‑ENSAM Talence)

Contribution à la modélisation numérique du délaminage de stratifiés composites soumis à des chocs localisés, confrontation aux expériences.

12h30‑l3h45 Repas

13h45‑14h30 M. Benzeggagh (LG2MS‑UTC Compiègne)

Mécanique et mécanisme de délaminage dans les matériaux composites à matrice organique.

14h30‑l5h Y.S. Cluzeau (SODERN‑Limeil Brevannes)

Caractéristiques de la neutronographie appliquée au contrôle du délaminage.

15h‑15h30 F. Lecuyer (Bertin ‑ Plaisir)

Utilisation d'un critère quadratique en contraintes pour la prévision du délaminage.

15h30‑l5h45 Pause

15h45‑16h15 G. Valentin (LRBB ‑ Bordeaux)

Évaluation de l'énergie de rupture en mode II dans le bois.

16hl5‑16h45 M. Castaingts (LMP ‑ Bordeaux)

Contrôle non destructif des matériaux par ultrasons.

16h45‑17hl5 J.M. Heintz (ICMCB CNRS)

Étude du délaminage lors de la sollicitation en flexion de structures stratifiées d'alumine.

Groupe MÉCAMAT "Interfaces dans les milieux solides"

Compte rendu de la réunion du 8 octobre

sur le thème "Délaminage" organisé au

Laboratoire de Génie Mécanique de l'Université Bordeaux 1

Cette journée a débuté par l'intervention de Olivier ALLIX (LMT Cachan) qui a tout d'abord présenté les différentes approches envisageables pour décrire l'amorçage et la propagation d'un délaminage au sein d'un matériau stratifié. Il a ensuite mis l'accent sur la nécessité de prendre en compte l'endommagement des plis au cours du processus en décrivant une modélisation à l'échelle méso qui considère l'interface comme une entité surfacique. Il a montré que les essais classiques de délaminage se révèlent peu fiables et peuvent être avantageusement remplacés par des essais sur éprouvettes trouées.

Claude STOLZ (LMS‑Palaiseau) a présenté un travail qui se place dans le cadre de l'étude de la stabilité et des bifurcations des systèmes dissipatifs à l'aide de considérations énergétiques. Le but est la caractérisation de l'évolution de systèmes comportant un changement brutal de caractéristiques mécaniques sur des frontières mobiles. La résolution du problème en vitesse est obtenue à l'aide d'équations locales ou grâce à une inéquation variationnelle. Les applications concernent l'évolution du délaminage dans des structures stratifiées modélisées par des assemblages de poutres ou de plaques.

Dominique LEGUILLON (LMM‑Paris VI) a tout d'abord rappelé les problèmes rencontrés lors de l'utilisation du critère classique de Griffith en un point singulier comme l'intersection d'un bord libre avec une interface. Il a ensuite montré comment un bilan énergétique permet de considérer l'amorçage du délaminage comme l'apparition spontanée d'une microfissure au point singulier ou comme l'activation d'un défaut préexistant le long de l'interface. Les deux approches sont équivalentes et définissent une longueur caractéristique de rupture. La comparaison avec certains résultats expérimentaux montrent que cette longueur est de l'ordre de quelques dizaines de microns.

L'exposé de Mohamed HABOUSSI (LM2S‑ENSAM Paris) a été consacré à l'identification d'un modèle de comportement d'interface au voisinage d'un bord libre dans un stratifié unidirectionnel. Ce modèle est basé sur des observations micrographiques qui montrent l'enrichissement en résine de la zone interfaciale. Une étude par éléments finis a montré que la prise en compte d'une transition continue des coefficients d'élasticité à l'interface élimine la présence de la singularité de bord. La technique des développements asymptotiques est utilisée pour reproduire ce comportement de zone interfaciale.

Francis COLLOMBET (LAMEF‑ENSAM Bordeaux) s'est intéressé à la caractérisation du délaminage produit par un impact sur un stratifié à fibres longues comportant des couches à 0' et 90'. La modélisation est effectuée en 3D à l'aide d'un code élément finis dynamique explicite. L'instrumentation de l'essai et l'observation de la densité de microfissuration permet une identification par confrontation entre les résultats numériques et expérimentaux.

Franck LECUYER (Société BERTIN) a proposé un critère d'amorçage du délaminage basé sur l'intégration des contraintes singulières sur une certaine distance du bord libre. Intégré dans le code de calcul CLEOPS, ce critère donne des résultats satisfaisant dans le cas d'empilement symétriques en l'absence de microfissuration transverse. Il a également mis l'accent sur les difficultés expérimentales rencontrées lors de la détection de l'amorçage du délaminage.

Malk BENZEGGAH (LG2MS UTC‑Compiègne) a montré la présence de nombreux mécanismes d'endommagement apparaissant lors de la propagation d'un défaut de délaminage. L'instrumentation complète d'une éprouvette et l'enregistrement de l'émission acoustique permettent de mettre successivement en évidence les phases de microfissuration, coalescence des microfissures et enfin de propagation. Une approche basée sur la mécanique de la rupture et l'utilisation de formes d'éprouvettes autorisant divers rapports modaux aboutit à la définition d'un critère énergétique de propagation. De nombreux efforts doivent cependant être envisagés pour définir des essais normalisés.

Gérard VALENTIN (LRBB‑Bordeaux) a tout d'abord signalé la nécessité de caractériser le matériau bois afin de pouvoir dimensionner des assemblages. A cet effet, il a présenté les résultats obtenus lors de la mise au point d'une éprouvette destinée à la mesure de l'énergie de rupture en mode 2. Il s'agit d'une éprouvette à entaille en bout et à hauteur variable. La propagation stable de la fissure est obtenue grâce au contrôle de la variation de la complaisance.

Michel CASTAINGTS (LMP‑Bordeaux) a démontré l'intérêt d'une nouvelle génération de capteurs ultrasonores pour le contrôle non destructif. Ces transducteurs à couplage aériens utilisent les ondes de Lamb et ne nécessitent pas de contact avec la structure testée. Les zones d'excitation angulaires sont étroites et imposent un contrôle précis de l'orientation angulaire des capteurs. L'application à la détection de défauts de délaminage dans les stratifiés a été présentée.

Le dernier exposé présenté par Jean‑Marc HEINTZ (ICMCB-Bordeaux) a été consacré à la conception et réalisation de matériaux céramiques lamellaires présentant une certaine tolérance aux défauts. Ces matériaux sont obtenus par frittage et comportent des substrats d'alumine dense séparés par des interphases d'alumine partiellement densifiées. Les essais de propagation de fissure montrent l'apparition d'un délaminage qui évite une rupture fragile. Ce mécanisme de renforcement a été modélisé à l'aide d'une approche basée sur la mécanique de la rupture.