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RÉSUMÉ
Le perçage des matériaux composites fibres longues est souvent accompagné de trois types de dommages répertoriés selon leurs zones d'apparitions : le délaminage en entrée du trou, la dégradation de la résine et des fibres au niveau de la paroi du trou et le délaminage en sortie du trou. L'analyse du délaminage en sortie permet de prédire le facteur responsable de ce dommage : l'effort de poussée. Les écarts observés entre les résultats donnés par le modèle numérique, le modèle analytique et l'expérimentation sont analysés.
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Dr. Redouane ZITOUNE : Maître de conférences-HdR à l'IUT-A de l'Université Paul Sabatier
INTRODUCTION
Domaine : modélisation du perçage des matériaux composites
Degré de diffusion de la technologie : Émergence I Croissance I Maturité
Domaines d'application : aéronautique, transport, automobile, électronique, génie civil
Principaux acteurs français :
Centres de compétence : Institut Clément Ader de Toulouse
Industriels : Latécoère
Contact : http://www.institut-clement-ader.org/pageperso.php?id=rzitoune
L'expertise technique et scientifique de référence
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Accueil > Ressources documentaires > Mécanique > Travail des matériaux - Assemblage > Usinage des matériaux non métalliques > Délaminage lors du perçage d'un composite carbone-époxy - Delamination analysis during drilling of composite material carbon-epoxy > Validation expérimentale
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Résultats et analyse
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4. Validation expérimentale
La validation de ce modèle numérique est effectuée sur deux types de matériaux composites en carbone/époxy fournis par la société Hexcel Composites. Le premier matériau est référencé M21-T700GC, le deuxième matériau est référencé EH25-T2H. À partir de ces deux matériaux, des plaques de 16 plis avec une séquence d'empilement de type quasi-isotrope sont fabriquées en autoclave. Ensuite, des trous borgnes de diamètre 4,8 mm sont pratiqués pour un nombre différent de plis sous le foret. Afin de contrôler la fin de cycle de perçage, l'usinage est réalisé sur un centre d'usinage. Des essais de poinçonnement quasi statique sont réalisés sur une machine de traction type INSTRON (figure 6).
L'effort axial est appliqué à l'aide d'un foret hélicoïdal de diamètre 4,8 mm qui se déplace en translation dans le trou borgne.
Les propriétés mécaniques des deux matériaux étudiés sont résumées dans le tableau 1 de la référence . Après avoir réalisé une étude de l'influence du maillage, les résultats présentés ci-après sont réalisés avec respectivement, un nombre total d'éléments de 3480, un rayon d'encastrement R e de 2,9 mm et une fissure de dimension de 0,3 mm.
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - HOCHENG (H.), DHARAN (C.K.H.) - Delamination during drilling in composite laminates - . Transactions of ASME, Journal of Engineering for Industry, 112: pp. 236-239 (1990).
-
(2) - PERSON (E.), ERIKSSON (I.), ZACKRISSON (L.) - Effects of hole machining defects on strength and fatigue life of composite laminates. - Composites Part A. Vol 28 A., pp.141-151 (1997).
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(3) - ZITOUNE (R.) et al - Experiment calculation comparison of the cutting conditions representative of the long fibre composite drilling phase. - C omposites Science and Technology, Vol. 65, pp. 455- 466 (2005).
-
(4) - MURPHY (C.), BYRNE (G.), GILCHRIST (M. D.) - The performance of coating tungsten carbide drills when machining carbon fiber reinforced epoxy composite materials. - Institution of Mechanical Engineers. Vol. 216 Part B, pp. 143-152 (2002).
-
(5) - KASHABA (U. A.) - Delamination in drilling GRP- thermoset composites. - Composites Structures. Vol 63. pp. 313-327 (2004).
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