Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'objectif de cet article est la compréhension et la résolution des problèmes du délaminage lors du perçage des plaques composites. Une approche globale, basée sur la technique des plans d'expérience, y est présentée. L'influence des paramètres de coupe et du procédé de fabrication des pièces composites sur l'étendue du délaminage en sortie du trou a été observé. À partir de ces plans d'expériences, des modèles empiriques, permettant de prédire les défauts en sortie du trou en fonction des paramètres de coupe, sont proposés. Ces modèles empiriques sont également exploités afin de déterminer les paramètres d'usinage optimaux.
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The aim of this article is to help understand and solve delamination issues when drilling composite plates. A comprehensive approach based on the technique of experimental design is presented. The influence of cutting parameters and of the manufacturing method of composite parts on the delamination area at the output of the hole has been studied. From these experimental designs, empirical models are proposed, which allow for the prediction of defects at the output of the hole according to cutting parameters. These empirical models are also used in order to determine the best cutting parameters.
Auteur(s)
-
Redouane ZITOUNE : Maître de conférences, HdR, à l'institut Clément Ader, IUT-A de l'université Paul Sabatier
-
Francis COLLOMBET : Professeur des universités, à l'institut Clément Ader, IUT-A de l'université Paul Sabatier
INTRODUCTION
Domaine : fabrication des matériaux composites, assemblage, détourage, perçage
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : toute technologie qui a un lien avec l'usinage
Domaines d'application : aéronautique, navale, ferroviaire, éolienne, automobile
Principaux acteurs français : Snecma, Airbus, Latécoère
Pôles de compétitivité : Aerospace Valley – Pôle de compétitivité mondial Aéronautique, espace et systèmes embarqués
Centres de compétence :
Industriels :
Autres acteurs dans le monde :
Contact : [email protected]
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Contexte
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4. Conclusion
Les résultats que nous avons exposés dans ce chapitre nous ont permis de consolider l'idée qu'il y a un couplage fort entre les procédés de fabrication des matériaux composites et leur usinabilité ainsi que la qualité des trous percés. Au travers de cette étude, nous avons également montré qu'il est important de prendre en compte l'effet du procédé de fabrication du matériau dans la boucle d'optimisation des conditions d'usinage. Notre approche comporte trois originalités. Il y a, en premier lieu, la prise en compte de l'influence du cycle de polymérisation des plaques composites et des paramètres d'usinage (vitesse d'avance et vitesse de rotation) sur l'étendue du délaminage en sortie du trou. On a montré que, pour les mêmes conditions d'usinage, l'étendue du délaminage en sortie du trou d'une pièce fabriquée en étuve est plus importante que celle d'une plaque fabriquée en autoclave. Cette différence peut s'expliquer, d'une part, par le taux de porosité qui varie en fonction du procédé adopté et, d'autre part, par les contraintes résiduelles développées pendant la phase de polymérisation du matériau en étuve qui peuvent être plus faibles que celles qui naissent dans le matériau durant sa polymérisation en autoclave.
En second lieu, on note la prise en compte du couplage entre les paramètres d'usinage dans les modèles empiriques de prédiction de la taille du défaut en sortie du trou. En utilisant ces modèles de prédiction, on a proposé une méthodologie basée sur une méthode inverse pour optimiser les conditions d'usinage (afin d'assurer un perçage sans défaut en sortie du trou quel que soit le cycle de polymérisation préconisé par le fabricant du matériau composite).
En troisième lieu, on relève que la présence de nodules thermoplastiques (destinés initialement à améliorer le taux de restitution d'énergie en mode I et en mode II dans le matériau M21-T700GC) est un moyen de cicatriser (combler) les zones dégradées par arrachement de fibres. Grâce à la présence de ces nodules dans le matériau M21-T700GC, sa rugosité se trouve améliorée de 40 à 70 % par rapport à celle obtenue lors du perçage du matériau EH25-T2H avec les mêmes conditions d'usinage.
Toujours dans la perspective de s'intéresser au lien procédé/qualité du perçage, il sera intéressant d'examiner les deux points suivants :
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l'impact...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ERIK (P.), INGVAR (E.), LEIF (Z.) - Effects of hole machining defects on strength and fatigue life of composite laminates. - Composite Part A, 31, p. 141-151 (1997).
-
(2) - KONIG (W.), WULF (Ch.), GRAB (P.), WILLERSCHIED (H.) - Machining of fiber reinforced plastics. - Annals CIRP, vol. 34, p. 537-547 (1985).
-
(3) - JOSEPH (P.), ROBERT (T.P.) - Fastener hole considerations. - Engineering Materials Handbook Composites, vol. 1, p. 712-715 (1987).
-
(4) - HOCHENG (H.), DHARAN (C.K.H.) - Delamination during drilling in composite laminates. - J. of Engineering for Industry, vol. 112, p. 236-239 (1990).
-
(5) - LIN (H.J.), TSAI (C.C.) - Failure analysis of bolted connections of composites with drilled and moulded-in hole. - Composite Structures, 30, p. 159-168 (1995).
-
(6) - WEN-CHOU (C.) - Some experimental...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)
Journée scientifique et technique – AMAC – sur l'Usinage des matériaux composites Redouane Zitoune – 23 Mai 2012 – ONERA Chatillon http://www.jst-amac-usinage.iut-tlse3.fr/
Machining of Titanium Alloys and Composites for Aerospace Applications. Volume 763 doi: 10.4028/www.scientific.net/MSF.763 http://www.scientific.net/Title/Preview/2458
Drilling of Polymer – Matrix Composites. Series : SpringerBriefs in Applied Sciences and Technology. Springer Briefs in Manufacturing and Surface Engineering. Krishnaraj, Vijayan, Zitoune, Redouane, Davim, J. Paulo 2014
HAUT DE PAGE1.2 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)
Institut Clément Ader https://www.univ-tlse3.fr/institut-clement-ader-1
Association pour les matériaux composites (AMAC) http://www.amac-composites.org/
The WaterJet Technology Association (WJTA) and Industrial & Municipal Cleaning Association (IMCA) http://www.wjta.org/wjta/default.asp
...
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