Analyse de la tenue d’éprouvettes trouées composites tissées 3D sous sollicitations de compression au moyen d’un dialogue essais/calculs

Strength analysis of 3D woven composite open-hole plates subjected to compressive loading, experimental and simulation approaches

¹ ONERA – The French Aerospace Lab, 92322 Châtillon, France
² Messier-Bugatti-Dowty, Inovel Parc Sud, 78140 Vélizy-Villacoublay, France
³ Laboratoire Roberval, Université de Technologie de Compiègne, BP 20529, 60205 Compiègne Cedex, France

^a Auteur de correspondance : Antoine.Hurmane@onera.fr

Reçu : 18 Avril 2016
Accepté : 28 Septembre 2016

Résumé

Dans cette étude, une campagne d’essais de compression sur éprouvettes trouées en matériau tissé 3D a été réalisée. Cette campagne vise à´etudier l’influence de l’effet d’échelle sur la tenue d’éprouvettes trouées. Les observations expérimentales sont ensuite comparées à des résultats obtenus par simulations éléments finis. Trois méthodes de prévision de la ruine d’éprouvettes trouées, de complexité croissante, sont étudiées : (i) la méthode du Point Stress, (ii) la méthode du Volume Caractéristique de Rupture et (iii) un modèle de rupture de fibres progressif appelé ODM-CMO. Les prévisions en termes de scenario d’endommagement et de force à rupture sont comparées aux résultats d’essais disponibles et les effets d’échelle spécifiques à ces matériaux sont discutés.

Abstract

In this study, a test campaign focused on 3D woven open-hole composite plates subjected to compressive loading has been performed. These tests aim at studying the size effect on the strength of open-hole plates. Experimental observations are then compared to predictions of finite element simulations. Three methods to determine the failure stress of the open-hole plates are investigated: (i) the classical Point Stress, (ii) the alternative Characteristic Volume Failure method, and (iii) the softening behavior law ODM-PMC. The predicted damage scenario and the failure strengths are compared with experimental data and scale effects are discussed.