Simulation E.F. à l’échelle mésoscopique de la déformation de renforts composite à partir de microtomographie à rayon X

Meso F.E. simulation of composite reinforcement deformation based on X-ray computed tomography

¹ Université de Lyon, LaMCoS UMR 5259, INSA-Lyon, 27 avenue Jean Capelle, 69621 Villeurbanne, France
² Université de Lyon, MATEIS UMR 5510, INSA-Lyon, 25 avenue Jean Capelle, 69621 Villeurbanne, France
³ SNECMA, Site de Villaroche, Rond Point René Ravaud - Réau, 77550 Moissy-Cramayel, France

^a Auteur pour correspondance : naim.naouar@insa-lyon.fr

Reçu : 25 Mars 2016
Accepté : 30 Août 2016

Résumé

La modélisation par éléments finis de renforts textiles de composite est un puissant outil qui peut aider à déterminer les propriétés mécaniques et la perméabilité des renforts ou des composites. La qualité des analyses E.F. à l’échelle mésoscopique dépend de la qualité initiale du modèle. Une méthode directe basée sur la microtomographie à rayon X est présentée pour générer un modèle E.F. à partir de la géométrie réelle du renfort composite. Cette méthode est particulièrement bien adaptée aux renforts 3D pour lesquels leurs géométries internes sont nombreuses et complexes. Une approche utilisant l’analyse de texture est appliquée. Un modèle hyperélastique développé pour la mèche est mis en œuvre pour la simulation de la déformation des renforts.

Abstract

Meso-F.E. modelling of 3D textile composites is a powerful tool, which can help determine mechanical properties and permeability of the reinforcements or composites. The quality of the meso F.E. analyses depends on the quality of the initial model. A direct method based on X-ray tomography imaging is introduced to determine finite element models based on the real geometry of 3D composite reinforcements. The method is particularly suitable regarding 3D textile reinforcements for which internal geometries are numerous and complex. An analysis of the image’s texture is performed. A hyperelastic model developed for fibre bundles is used for the simulation of the deformation of the 3D reinforcement.